Visualisatie van klimaatverandering

Een van de fundamentele uitdagingen in de studie van klimaatverandering is hoe modellen van oceanografische circulatie in het verleden (zoals gereconstrueerd uit schaarse geochemische gegevens uit diepzeesedimentaire kernen) kunnen worden gecombineerd met moderne modellen van oceaancirculatie (zoals geconstrueerd uit moderne oceanografische waarnemingen en computersimulaties) om inzicht te krijgen in de processen die de oceaancirculatie tijdens de laatste glaciale cyclus van 150.000 jaar geleden tot nu beheersen. Evenzo is een belangrijke uitdaging in de computerwetenschap hoe informatie te halen uit schaarse datasets, en hoe computationeel denken effectief te combineren met geautomatiseerde gegevensanalyse, om nieuwe kennis over kenmerken en processen te extraheren.

Ons multidisciplinaire en multi-institutionele project brengt computerwetenschappers, oceanografen, paleoceanografen en computationele geofysici samen om deze uitdagingen in teamverband aan te pakken. Wij ontwikkelen een innovatieve reeks computationele instrumenten om veranderingen in de wereldwijde oceaancirculatie te onderzoeken. Dit project combineert de analyse van de oceaanstroming met 40 jaar eerder verzamelde gegevens uit diepzeesedimentaire kernen om nieuwe inzichten te krijgen in de veranderingen in de oceaancirculatie in het verleden.

Ons onderzoek maakt gebruik van de unieke analytische middelen en de interdisciplinaire samenwerkingsomgeving die het KeckCAVES biedt. In deze unieke samenwerkingsomgeving ontwikkelen wij methoden om de interpolatie van gegevens te verbeteren, patronen in oceaanstromingen te extraheren en veranderingen in oceaanstromingen in de loop van de tijd te detecteren, samen met interactieve middelen om deze grote en tijdsafhankelijke datasets te visualiseren en ermee te interageren. De in dit project ontwikkelde berekeningsmethoden kunnen worden aangepast aan een breed scala van visualisatie- en gegevensanalysetoepassingen voor de analyse van stromingsvelden.

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

De wetenschappelijke visualisatiemethoden die wij ontwikkelen worden gebruikt om innovatief, provocerend en intuïtief instructiemateriaal te ontwikkelen voor undergraduate en graduate onderwijs; om andere onderzoekers vertrouwd te maken met nieuwe wetenschappelijke methodologie (visueel ondersteunde analyse); om wetenschap en wetenschappelijke resultaten naar het publiek te brengen; en om interactieve wetenschappelijke visualisatietechnologie naar alle partnerinstellingen in dit samenwerkingsproject te brengen.

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, en 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, en H.J. Spero. Quaternary Science Reviews, v.125, 2015, p. 144. doi:10.1016/j.quascirev.2015.08.010

Dit project wordt ondersteund door het CDI-programma van de National Science Foundation onder nummer OIA-1125422, getiteld “Collaborative Research: CDI-Type II: 4-dimensionale visualisatie van de oceaancirculatie in het verleden op basis van paleoceanografische gegevens”.