Visualisierung des Klimawandels

Eine der grundlegenden Herausforderungen bei der Erforschung des Klimawandels ist die Kombination von Modellen vergangener ozeanographischer Zirkulationen (rekonstruiert aus spärlichen geochemischen Daten aus Tiefsee-Sedimentkernen) mit modernen Ozeanzirkulationsmodellen (konstruiert aus modernen ozeanographischen Beobachtungen und Computersimulationen), um Einblicke in die Prozesse zu erhalten, die die Ozeanzirkulation während des letzten Eiszeitzyklus vor 150.000 Jahren bis heute steuern. In ähnlicher Weise besteht eine große Herausforderung in der Informatik darin, wie man Informationen aus spärlichen Datensätzen extrahieren kann und wie man rechnerisches Denken mit automatisierter Datenanalyse effektiv kombinieren kann, um neues Wissen über Merkmale und Prozesse zu gewinnen.

Unser multidisziplinäres und institutionenübergreifendes Projekt bringt Informatiker, Ozeanographen, Paläozeanographen und Computergeophysiker zusammen, um diese Herausforderungen im Team anzugehen. Wir entwickeln eine innovative Reihe von Rechenwerkzeugen zur Erforschung von Veränderungen in der globalen Ozeanzirkulation. In diesem Projekt wird die Analyse der Meeresströmung mit 40 Jahren an zuvor gesammelten Daten aus Sedimentkernen der Tiefsee kombiniert, um neue Erkenntnisse über die Veränderungen der Ozeanzirkulation in der Vergangenheit zu gewinnen.

Unsere Forschung profitiert von den einzigartigen analytischen Ressourcen und dem interdisziplinären Kooperationsumfeld, das das KeckCAVES bietet. In diesem einzigartigen kollaborativen Umfeld entwickeln wir Methoden zur Verbesserung der Dateninterpolation, zur Extraktion von Meeresströmungsmustern und zur Erkennung von Veränderungen der Meeresströmung im Laufe der Zeit sowie interaktive Mittel zur Visualisierung und Interaktion mit diesen großen und zeitabhängigen Datensätzen. Die in diesem Projekt entwickelten Berechnungsmethoden lassen sich an eine Vielzahl von Visualisierungs- und Datenanalyseanwendungen zur Analyse von Strömungsfeldern anpassen.

• Howard Spero
• Oliver Kreylos
• Jake Gebbie
• Lorraine Lisiecki
• Louise Kellogg
• Bernd Hamann
• Caryle Peterson

Die von uns entwickelten wissenschaftlichen Visualisierungsmethoden werden eingesetzt, um innovatives, provokatives und intuitives Lehrmaterial für die Ausbildung von Studenten und Hochschulabsolventen zu entwickeln, um andere Forscher mit neuen wissenschaftlichen Methoden vertraut zu machen (visuell gestützte Analyse), um Wissenschaft und wissenschaftliche Ergebnisse der Öffentlichkeit nahe zu bringen und um interaktive wissenschaftliche Visualisierungstechnologien an alle Partnerinstitutionen in diesem Kooperationsprojekt zu bringen.

Gebbie, G. „Tracer transport timescales and the observed Atlantic-Pacific lag in the timing of the Last Termination,“ Paleoceanography, v.27, 2012, p. 14. doi:doi:10.1029/2011PA002273

Peterson, C.D., L.E. Lisiecki, und J. V. Stern. „Deglacial whole-ocean ?13C change estimated from 480 benthic foraminiferal records,“ Paleoceanography, v.29, 2014, p. 549. doi:10.1002/2013PA002552

Gebbie, G. Streletz, G. J. Spero, H. J. „How well would modern-day oceanic property distributions be known with paleoceanographic-like observations?“, Paleoceanography, v.31, 2016, p. 472. doi:10.1002/2015PA002917

Gebbie, G., C. Peterson, L. Lisiecki, und H.J. Spero. Quaternary Science Reviews, v.125, 2015, S. 144. doi:10.1016/j.quascirev.2015.08.010

Dieses Projekt wird durch das CDI-Programm der National Science Foundation unter der Preisnummer OIA-1125422 mit dem Titel „Collaborative Research“ unterstützt: CDI-Type II: 4-dimensionale Visualisierung der vergangenen Ozeanzirkulation aus paläozeanographischen Daten“.