Sonificación preliminar de ENSO utilizando escalas tradicionales de gamelán javanés
Preliminary sonification of ENSO using traditional Javanese gamelan scales
February 16, 2026
Autores: Sandy H. S. Herho, Rusmawan Suwarman, Nurjanna J. Trilaksono, Iwan P. Anwar, Faiz R. Fajary
cs.AI
Resumen
La sonificación —la asignación de datos a audio no vocal— ofrece un canal poco explorado para representar sistemas dinámicos complejos. Tomamos el Fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), un ejemplo canónico de caos climático de baja dimensión, como caso de prueba para una sonificación culturalmente situada evaluada mediante diagnósticos de sistemas complejos. Utilizando la sonificación por mapeo de parámetros del índice de anomalía de la temperatura superficial del mar de la región Niño 3.4 (1870-2024), codificamos la variabilidad del ENOS en dos sistemas pentatónicos tradicionales del gamelán javanés (pelog y slendro) a través de cuatro estrategias de composición, y luego analizamos el audio resultante como trayectorias en un espacio de fase acústico bidimensional. Los diagnósticos basados en recurrencia, la geometría del casco convexo y el análisis de acoplamiento revelan que el proceso de sonificación preserva firmas dinámicas clave: los modos alternantes producen las tasas de recurrencia de trayectoria más altas, reflejando la cuasiperiodicidad del ENOS; los modos polifónicos en capas exploran las regiones más amplias del espacio de fase; y las dos familias de escalas inducen regímenes de acoplamiento cualitativamente distintos entre el brillo espectral y la energía — predominantemente en antifase en pelog, pero casi independientes en slendro. El análisis de trayectorias en el espacio de fase proporciona un marco geométrico riguroso para comparar diseños de sonificación dentro de un contexto de sistemas complejos. La validación perceptual sigue siendo necesaria; contribuimos con la metodología de sistemas dinámicos para evaluar dichos mapeos.
English
Sonification -- the mapping of data to non-speech audio -- offers an underexplored channel for representing complex dynamical systems. We treat El Niño-Southern Oscillation (ENSO), a canonical example of low-dimensional climate chaos, as a test case for culturally-situated sonification evaluated through complex systems diagnostics. Using parameter-mapping sonification of the Niño 3.4 sea surface temperature anomaly index (1870--2024), we encode ENSO variability into two traditional Javanese gamelan pentatonic systems (pelog and slendro) across four composition strategies, then analyze the resulting audio as trajectories in a two-dimensional acoustic phase space. Recurrence-based diagnostics, convex hull geometry, and coupling analysis reveal that the sonification pipeline preserves key dynamical signatures: alternating modes produce the highest trajectory recurrence rates, echoing ENSO's quasi-periodicity; layered polyphonic modes explore the broadest phase space regions; and the two scale families induce qualitatively distinct coupling regimes between spectral brightness and energy -- predominantly anti-phase in pelog but near-independent in slendro. Phase space trajectory analysis provides a rigorous geometric framework for comparing sonification designs within a complex systems context. Perceptual validation remains necessary; we contribute the dynamical systems methodology for evaluating such mappings.