science >> Wetenschap >  >> Natuur

Virtual reality-bossen kunnen helpen bij het begrijpen van klimaatverandering

Een bos van het type Wisconsin, gecreëerd in virtual reality om de effecten van klimaatveranderingsscenario's op de bomen en het bos te illustreren. Krediet:Alexander Klippel en Jiawei Huang, Penn State

De effecten van klimaatverandering zijn soms moeilijk te bevatten, maar nu een virtual reality-bos, gemaakt door geografen, kan mensen door een gesimuleerd bos van vandaag laten lopen en zien wat de verschillende toekomsten voor de bomen kunnen betekenen.

"Het belangrijkste probleem dat moet worden aangepakt, is dat klimaatverandering abstract is, zei Alexander Klippel, hoogleraar aardrijkskunde, Penn State. "De betekenis ervan ontvouwt zich pas in 10, 15 of 100 jaar. Het is heel moeilijk voor mensen om te begrijpen en te plannen en beslissingen te nemen."

De onderzoekers combineerden informatie over bossamenstelling met informatie over bosecologie om een ​​bos te creëren dat vergelijkbaar is met dat in Wisconsin.

"Als onderdeel van een NSF-gefinancierde CNH-programmabeurs met Erica Smithwick (E. Willard en Ruby S. Miller Professor of Geography aan Penn State) werken we samen met de Menominee Indian Tribe of Wisconsin, " zei Klip, die ook directeur is van Penn State's Center for Immersive Experience. "Geïnspireerd door de diepere verbinding van de Menominee met de omgeving, geloven we dat het ervaren van de toekomst essentieel is voor alle besluitvorming over het milieu."

De virtual reality-ervaring neemt de uitgebreide modellen voor klimaatverandering, geavanceerde vegetatiemodellen en ecologische modellen en creëert een bos voor 2050 dat mensen kunnen ervaren door er doorheen te wandelen, het onderzoeken van de boomsoorten en understory, en de veranderingen zien.

Een virtual reality-bos naar het patroon van bossen in Wisconsin. Krediet:Alexander Klippel en Jiawei Huang, Penn State

De eerste stap, natuurlijk, was om een ​​bos van vandaag te creëren. Met behulp van gegevens over een typisch bos in Wisconsin, de onderzoekers hadden strikte of deterministische regels kunnen hanteren en bomen in het bos kunnen plaatsen. Echter, ze kozen ervoor om een ​​procedurele methode te gebruiken die het bos zou bevolken met behulp van een reeks ecologische regels, het creëren van een meer organische, natuurlijk gevoel.

"Oriëntatie en kleine details van de bomen zijn ook willekeurig in de aanpak, zodat de bomen er niet precies hetzelfde uitzien, " zei Jiawei Huang, afgestudeerde student aardrijkskunde, Penn State.

De onderzoekers rapporteren vandaag (11 november) in de Internationaal tijdschrift voor geografische informatiewetenschap Dat, "Door procedurele regels konden we de parameters efficiënt en reproduceerbaar vertalen naar een gesimuleerd bos." Ze gebruikten analytische modellering om de gegevens om te zetten voor procedurele modellering. Ze werkten ook samen met ecologische experts om feedback te geven en de resultaten te evalueren.

Om de ecologie van het bos vast te leggen, de onderzoekers gebruikten LANDIS II, een gevestigde, krachtig model.

Virtual Reality-programma met een bos in Wisconsin. De kijker, met behulp van VR-bril en controller, door het bos kan lopen, bomen identificeren, kijk naar individuele boomsoorten en hun verspreiding en zie de effecten van klimaatverandering op het bos. Krediet:Alexander Klippel en Jiawei Huang, Penn State

"Onze ecologe collega's, co-auteurs van dit artikel - Melissa S. Lucash, wetenschappelijk assistent-professor geografie, Universiteit van Oregon, en Robert M. Scheller, hoogleraar aardrijkskunde, North Carolina State University - zorgde voor de expertise die nodig is om de voorspellingen nauwkeurig te maken, ' zei Klip.

De onderzoekers merken op dat het model krachtig genoeg is om te gaan met gebeurtenissen zoals stormen, brand en overstromingen, en, natuurlijk, klimaatverandering.

Een virtuele wandeling door dit bos in Wisconsin toont hoge bomen en understory. kinderwagens, VR-headsets en -controllers gebruiken, kan de soorten bomen in het bos onthullen, verander hoogtes van bosbodem naar vogelperspectief en daartussenin, en de samenstelling van het bos nader te onderzoeken.

De onderzoekers kozen twee toekomstscenario's, een basisscenario en een warm en droog scenario. VR gebruiken, bezoekers van het bos kunnen de veranderingen in boomtypes en overvloed zien en het basisscenario vergelijken met het warm en droog scenario.

"Onze aanpak om viscerale ervaringen van bossen onder klimaatverandering te creëren, kan de communicatie tussen experts vergemakkelijken, beleidsmakers en het grote publiek, ', melden de onderzoekers.

Het doel van de onderzoekers is om een ​​medium te creëren om dingen in de toekomst of het verleden te communiceren dat een meer holistische en viscerale toegang mogelijk maakt, zodat niet-experts de veranderingen kunnen zien die door klimaatverandering worden veroorzaakt.