Visualização das alterações climáticas

Um dos desafios fundamentais no estudo das alterações climáticas é como combinar modelos de circulação oceanográfica passada (como reconstruída a partir de dados geoquímicos escassos retirados de núcleos sedimentares do mar profundo) com modelos modernos de circulação oceânica (como construídos a partir de observações oceanográficas modernas e simulações computorizadas) para produzir uma visão dos processos que regem a circulação oceânica ao longo do último ciclo glaciar de 150.000 anos atrás até ao presente. Do mesmo modo, um grande desafio na informática é como extrair informação de conjuntos de dados escassos, e como combinar eficazmente o pensamento computacional com a análise automática de dados, para extrair novos conhecimentos sobre características e processos.

O nosso projecto multidisciplinar e multi-institucional reúne cientistas informáticos, oceanógrafos, paleoceanógrafos, e geofísicos computacionais para enfrentar estes desafios como uma equipa. Estamos a desenvolver um conjunto inovador de ferramentas computacionais para explorar as mudanças na circulação oceânica global. Este projecto funde a análise do fluxo oceânico com 40 anos de dados previamente recolhidos de núcleos sedimentares de águas profundas, a fim de obter novos conhecimentos sobre mudanças passadas na circulação oceânica.

A nossa investigação tira partido dos recursos analíticos únicos e do ambiente de colaboração interdisciplinar proporcionado pelo KeckCAVES. Neste ambiente de colaboração único, estamos a desenvolver métodos para melhorar a interpolação de dados, para extrair padrões de fluxo oceânico, e para detectar mudanças no fluxo oceânico ao longo do tempo, e juntamente com meios interactivos de visualização e interacção com esses conjuntos de dados grandes e dependentes do tempo. Os métodos computacionais desenvolvidos neste projecto são adaptáveis a uma vasta gama de aplicações de visualização e análise de dados para análise de campos de fluxo.

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

Os métodos de visualização científica que desenvolvemos estão a ser utilizados para desenvolver materiais didácticos inovadores, provocadores e intuitivos para o ensino de graduação e pós-graduação; para familiarizar outros investigadores com a nova metodologia científica (análise visualmente assistida); para levar a ciência e os resultados científicos ao público; e para levar a tecnologia de visualização científica interactiva a todas as instituições parceiras neste projecto colaborativo.

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, e J. V. Stern. “Deglacial whole-ocean ?13C change estimated from 480 bentic foraminiferal records”, Paleoceanography, v.29, 2014, p. 549. doi:10.1002/2013PA002552

Gebbie, G Streletz, G J Spero, H J. “Quão bem seriam conhecidas as distribuições de propriedades oceânicas dos tempos modernos com observações paleoceanográficas?”, Paleoceanografia, v.31, 2016, p. 472. doi:10.1002/2015PA002917

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

Este projecto é apoiado pelo programa CDI da National Science Foundation sob o número de prémio OIA-1125422, intitulado “Collaborative Research” (Investigação Colaborativa): CDI-Type II: 4 Dimensional Visualization of Past Ocean Circulation from Paleoceanographic Data”