Vochtige lucht stijgt op uit het stroomgebied van de Amazone, botsen met Saharastof dat over de Atlantische Oceaan wordt geblazen. De temperaturen stijgen in de oceaan rond de Azoren. Winden cirkelen sneller en sneller, de zee opzwepend tot een razernij van deinende deining. Brokken ijs zo groot als gebouwen kalven af ​​bij Groenland. Opgewekt door stormen in de Golf van Californië, stofstormen stampen over de Sonorawoestijn, tuimelende vogels door de lucht.

De systemen van de aarde dansen onophoudelijk. Wenwen Li heeft de wals vastgelegd in een nieuwe tool voor klimaatvisualisatie.

PolarGlobe is een grootschalige, webgebaseerde vierdimensionale visualisatietool waarmee klimaatgegevens toegankelijk zijn voor iedereen met een internetverbinding. Het is in staat om veranderingen in de atmosfeer in realtime levendig weer te geven.

Speciaal ontworpen voor poolwetenschappers die de ijskappen willen begrijpen, de tool is ook handig voor natuurkundeleraren op de middelbare school en weerfanaten.

"Het is niet alleen voor onderzoek. Elke dag, weerkijkers kunnen zien wat er aan de hand is, " zei Li, een assistent-professor aan de School of Geographical Sciences and Urban Planning aan de Arizona State University. "We zouden graag de volgende generatie inspireren tot wetenschap."

Klimaatgegevens op zich zijn gewoon enorm. Er komen elke dag gegevens binnen van weerstations, sensoren op afstand, ballonnen, vliegtuigen en waarnemers. Er is luchttemperatuur, luchtdruk, oceaantemperaturen en windgegevens. Zowel de atmosfeer als de oceaan hebben interactie met het terrein, het creëren van meer gegevens.

"Klimaatgegevens zijn multidimensionaal, " zei Li. "Het bedekt niet alleen het aardoppervlak. Het strekt zich ook uit tot de ruimte ... Er wordt elk moment een enorme hoeveelheid gegevens over de aarde gegenereerd. Traditioneel wanneer klimaatwetenschappers de gegevens analyseren, ze moeten speciale software op hun eigen computer hebben geïnstalleerd en ze moeten een laagbasisanalyse uitvoeren."

Analyse met gedeeltelijke gegevens geeft niet de volledige reikwijdte van wat een heel groot beeld is.

"Als we slechts één stuk data visualiseren, over een enkele dimensie, in software, de hoeveelheid informatie die we kunnen zien is zeer beperkt, " zei Li. "De volledige hoeveelheid gegevens kan worden gevisualiseerd op deze virtuele, op de wereld gebaseerde wetenschappelijke visualisatietool. Het voordeel hiervan is dat het in actie te zien is."

Li noemt de technologie m-cubed:"Multidimensionaal, veelzijdig, multivariabel."

Historische gegevens in de tool gaan terug tot 2010. De huidige gegevens worden elke zes uur bijgewerkt. De tool maakt gebruik van kunstmatige intelligentie en machine learning, zodat het zelfstandig blijft leren terwijl nieuwe gegevens worden gegenereerd.

"We verzamelen deze gegevens in realtime, verwerk het, en verwerk het in ons visualisatiesysteem en host het door een zeer gebruiksvriendelijke interface te bieden die webgebaseerd is, zodat iedereen met een browser de tool kan gebruiken en veel van het atmosferische fenomeen kan analyseren, ' zei Li.

Het is een enorme hoeveelheid data:350 terabyte - het equivalent van 70 jaar aan brieven bezorgd door de U.S. Postal Service.

Een geografische informatiewetenschapper, Li werd opgeleid in zowel informatica als aardsysteemwetenschap. "Ik ben erg geïnteresseerd in het overbruggen van de twee velden, " ze zei.

Het team in Li's Cyber ​​Infrastructure and Computational Intelligence Lab werd geleid door Sizhe Wang, die een masterdiploma in geografische wetenschappen behaalt.