Professor skaber klimadatavisualiseringsværktøj, der kan afsløre ændringer i atmosfæren i realtid

Fugtig luft stiger op fra Amazonas flodbassin, kolliderer med Sahara-støv blæst over Atlanten. Temperaturerne stiger i havet omkring Azorerne. Vinde kredser hurtigere og hurtigere, piske havet til et vanvid af bølgende dønninger. Isstykker på størrelse med bygninger kælver ud for Grønland. Ophidset af storme i den Californiske Golf, støvstorme tramper hen over Sonoran-ørkenen, tumlende fugle gennem himlen.

Jordens systemer danser uophørligt. Wenwen Li har fanget valsen i et nyt værktøj til klimavisualisering.

PolarGlobe er en storstilet, webbaseret firedimensionelt visualiseringsværktøj, der giver adgang til klimadata til alle med en internetforbindelse. Det er i stand til at illustrere ændringer i atmosfæren levende i realtid.

Designet specielt til polarforskere, der søger at forstå iskapperne, værktøjet er også nyttigt for gymnasielærere i naturfag og vejrfanatikere.

"Det er ikke kun til forskning. Hver dag, vejrobservatører kan se, hvad der sker, " sagde Li, en assisterende professor ved School of Geographical Sciences and Urban Planning ved Arizona State University. "Vi ville elske at inspirere den næste generation til videnskab."

Klimadata i sig selv er simpelthen massive. Der strømmer data ind hver dag fra vejrstationer, fjernsensorer, balloner, fly og observatører. Der er lufttemperatur, lufttryk, havtemperaturer og vinddata. Både atmosfære og hav interagerer med terræn, skabe flere data.

"Klimadata er multidimensionelle, " sagde Li. "Det dækker ikke kun jordens overflade. Det strækker sig også til rummet ... Der er en enorm mængde data om jorden, der genereres hvert øjeblik. Traditionelt når klimaforskere analyserer dataene, de skal have dedikeret software installeret på deres egen computer, og de skal lave en lagbaseanalyse."

Analyse med delvise data giver ikke det fulde omfang af, hvad der er et meget stort billede.

"Hvis vi bare visualiserer et enkelt stykke data, over en enkelt dimension, i software, mængden af ​​information vi kan se er meget begrænset, "Li sagde. "Hele mængden af ​​data kan visualiseres på dette virtuelle kloden-baserede videnskabelige visualiseringsværktøj. Fordelen ved dette er, at det kan ses i aktion."

Li kalder teknologien m-cubed:"Multi-dimensional, mangefacetteret, multivariat."

Historiske data i værktøjet går tilbage til 2010. Aktuelle data opdateres hver sjette time. Værktøjet bruger kunstig intelligens og maskinlæring, så det fortsætter med at lære på egen hånd, efterhånden som nye data genereres.

"Vi indsamler disse data i realtid, bearbejde det, og fordøj det i vores visualiseringssystem og host det ved at levere en meget brugervenlig grænseflade, som er webbaseret, så alle med en browser kan komme ind i værktøjet og analysere en masse af det atmosfæriske fænomen, " sagde Li.

Det er en enorm mængde data:350 terabyte – det svarer til 70 års breve leveret af US Postal Service.

En geografisk informationsforsker, Li blev uddannet i både datalogi og jordsystemvidenskab. "Jeg er meget interesseret i at bygge bro mellem de to felter, " hun sagde.

Holdet i Li's Cyber ​​Infrastructure and Computational Intelligence Lab blev ledet af Sizhe Wang, som tager en kandidatgrad i geografisk videnskab.