2017 के तूफान के मौसम के दौरान, उत्तरी अटलांटिक में बड़े तूफान ने ह्यूस्टन, फ्लोरिडा, प्यूर्टो रिको और व्यापक कैरिबियन में और आसपास के समुदायों को तबाह कर दिया।
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विनाश दिखाता है कि गंभीर खतरों को समझना और संवाद करना कितना महत्वपूर्ण है, जो इन तूफानों की मुद्रा में हैं। तूफान के कई पहलुओं का पूर्वानुमान लगाने में वैज्ञानिकों ने काफी प्रगति की है, लेकिन अगर जोखिम वाले लोग खतरे को नहीं समझते हैं, तो प्रभाव खो जाता है।
हम पेन स्टेट कैंपस के विभिन्न क्षेत्रों के सहकर्मी हैं: हम में से एक मौसम विज्ञान का प्रोफेसर है, और दूसरा संगीत तकनीक का प्रोफेसर है। 2014 के बाद से, हम उष्णकटिबंधीय तूफानों की गतिशीलता को कम करने के लिए एक साथ काम कर रहे हैं। दूसरे शब्दों में, हम पर्यावरणीय डेटा को संगीत में बदलते हैं।
मौसम की खबरों में अक्सर देखे जाने वाले उपग्रह वीडियो की तरह, हम आशा करते हैं कि लोग बेहतर समझ पाएंगे कि ये चरम तूफान कैसे विकसित होते हैं।
ध्वनि में डेटा
हम में से अधिकांश डेटा विज़ुअलाइज़ेशन से परिचित हैं: चार्ट, ग्राफ़, मैप और एनिमेशन जो संख्याओं की जटिल श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करते हैं। Sonification एक उभरता हुआ क्षेत्र है जो ध्वनि के साथ रेखांकन बनाता है।
एक सरल उदाहरण के रूप में, एक बेटे के ग्राफ में एक पृष्ठ पर एक बढ़ती और गिरने वाली रेखा के बजाय एक बढ़ती और गिरती हुई धुन शामिल हो सकती है।
पारंपरिक डेटा विज़ुअलाइज़ेशन पर Sonification कुछ लाभ प्रदान करता है। एक पहुंच है: दृश्य या संज्ञानात्मक अक्षमता वाले लोग ध्वनि-आधारित मीडिया के साथ जुड़ने में बेहतर हो सकते हैं।
खोज के लिए Sonification भी अच्छा है। हमारी आँखें स्थैतिक गुणों, जैसे रंग, आकार और बनावट का पता लगाने में अच्छी हैं। लेकिन हमारे कान संवेदन गुणों में बेहतर हैं जो बदलते हैं और उतार-चढ़ाव करते हैं। पिच या लय जैसे गुण बहुत ही सूक्ष्म रूप से बदल सकते हैं, लेकिन फिर भी काफी आसानी से होश में आ सकते हैं। एक साथ कई पैटर्न का पालन करने पर कान आंखों से बेहतर होते हैं, जो कि हम तब करते हैं जब हम संगीत के एक जटिल टुकड़े में इंटरलॉकिंग भागों की सराहना करते हैं।
ध्वनि भी दृश्य की तुलना में अधिक तेज़ी से और अधिक स्पष्ट रूप से संसाधित होती है। इसलिए हम अनजाने में अपने पैरों को टैप करते हैं और एक पसंदीदा गाने के साथ गाते हैं।
तूफानों को गानों में बदल दिया
एक तूफान जीवनकाल एक दिन से लेकर कुछ सप्ताह तक कहीं भी रह सकता है। यूएस नेशनल ओशनिक एंड एटमॉस्फेरिक एडमिनिस्ट्रेशन जैसी एजेंसियां लगातार एक तूफान की सभी प्रकार की विशेषताओं को मापती हैं।
हमने हर छह घंटे में मापा जाने वाले चार विशेषताओं में एक तूफान की बदलती विशेषताओं को आसवित किया: हवा का दबाव, अक्षांश, देशांतर और विषमता, तूफान के केंद्र के आसपास बहने वाली हवाओं के पैटर्न का एक उपाय।
Sonifications बनाने के लिए, हम इन डेटा को संगीत संश्लेषण कार्यक्रम SuperCollider में निर्यात करते हैं। यहां, संख्यात्मक मानों को आवश्यक रूप से बढ़ाया और प्रसारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कई दिनों तक चलने वाला तूफान बस कुछ ही मिनटों या सेकंड में खेला जा सकता है।
प्रत्येक प्रकार के डेटा को एक संगीत स्कोर में एक भाग की तरह माना जाता है। डेटा का उपयोग उन संश्लेषित उपकरणों को "बजाने" के लिए किया जाता है, जो किसी तूफान की ध्वनि को विचारोत्तेजक बनाने और एक साथ अच्छी तरह से मिश्रण करने के लिए बनाए गए हैं।
हमारी रिकॉर्डिंग में, हवा के दबाव को एक घूमता, घुमावदार ध्वनि द्वारा दबाव परिवर्तनों को दर्शाया जाता है। अधिक तीव्र तूफान से समुद्र के स्तर पर हवा के दबाव के कम मूल्य होते हैं। तीव्र तूफानों में जमीन के पास की हवाएं भी मजबूत होती हैं।
जैसे ही दबाव कम होता है, हमारी ध्वनि रिकॉर्डिंग में घूमने की गति बढ़ जाती है, आवाज़ बढ़ जाती है और तेज़ आवाज़ तेज हो जाती है।
तूफान केंद्र का देशांतर पैन और दाएं स्पीकर चैनलों के बीच ध्वनि स्रोत की स्थिति, स्टीरियो पैन में परिलक्षित होता है।
अक्षांश ध्वनि की पिच के साथ-साथ उच्चतर, स्पंदन ध्वनि में भी परिलक्षित होता है। जैसे कि तूफान भूमध्य रेखा से दूर किसी एक ध्रुव की ओर बढ़ता है, पिच उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के बाहर के तापमान में गिरावट को प्रतिबिंबित करती है।
एक अधिक गोलाकार तूफान आमतौर पर अधिक तीव्र होता है। समरूपता का मान निम्न, अंतर्निहित ध्वनि की चमक में परिलक्षित होता है। जब तूफान में एक आयताकार या अंडाकार आकार होता है, तो ध्वनि तेज होती है।
ध्वनि का उपयोग करना
अब तक, हमने 11 तूफानों का अनुकरण किया है, साथ ही वर्ष 2005 से वैश्विक तूफान गतिविधि का भी मैप किया है।
तूफान के प्रभाव से संभावित रूप से उन लोगों को फायदा हो सकता है जो तूफान प्रणालियों पर नज़र रख रहे हैं या मौसम की गतिविधि के बारे में जनता को अपडेट कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, रेडियो पर पुत्रों को चलाया जा सकता है। वे उन लोगों के लिए भी उपयोगी हो सकते हैं जिनके पास फोन बैंडविड्थ सीमित है और वीडियो सामग्री की तुलना में ऑडियो सामग्री प्राप्त करने में बेहतर है।
यहां तक कि मौसम विज्ञान के विशेषज्ञों के लिए, अकेले ग्राफिक्स पर भरोसा करने के बजाय उन्हें एक साथ संगीतमय भागों के रूप में सुनकर अंतरसंबंधित तूफान की गतिशीलता की भावना प्राप्त करना आसान हो सकता है। उदाहरण के लिए, जबकि तूफान का आकार आमतौर पर हवा के दबाव से बंधा होता है, ऐसे समय होते हैं जब हवा के दबाव में बदलाव के बिना तूफान आकार बदलते हैं। हालांकि इस अंतर को दृश्य ग्राफ़ में देखना मुश्किल हो सकता है, लेकिन यह आसानी से पुत्रित डेटा में सुना जाता है।
हमारा लक्ष्य विज्ञान कक्षाओं में सभी प्रकार के रेखांकन की शुरूआत करना है, खासकर युवा छात्रों के साथ। Sonification एक स्वीकृत अनुसंधान पद्धति बनती जा रही है, और कई अध्ययनों ने इसे जटिल डेटा के संचार में प्रभावी साबित किया है। लेकिन इसका उठाव धीमा रहा है।
राष्ट्रव्यापी, वैज्ञानिक, शिक्षक और स्कूल प्रशासक विज्ञान और गणित पढ़ाते समय ध्वनि और संगीत सहित कला के महत्व को पहचान रहे हैं। यदि छात्रों की एक पीढ़ी अपनी इंद्रियों के माध्यम से विज्ञान का अनुभव कर रही है - दृष्टि, श्रवण और स्पर्श - तो वे विज्ञान को अधिक आमंत्रित और कम भयभीत पा सकते हैं।
यह आलेख मूल रूप से वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था।
मार्क बल्लोरा, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी, संगीत प्रौद्योगिकी के प्रोफेसर
जेनी इवांस, मौसम विज्ञान, पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के प्रोफेसर
