Sonificazione preliminare dell'ENSO utilizzando scale del gamelan giavanese tradizionale
Preliminary sonification of ENSO using traditional Javanese gamelan scales
February 16, 2026
Autori: Sandy H. S. Herho, Rusmawan Suwarman, Nurjanna J. Trilaksono, Iwan P. Anwar, Faiz R. Fajary
cs.AI
Abstract
La sonificazione – la mappatura di dati in audio non vocale – rappresenta un canale poco esplorato per rappresentare sistemi dinamici complessi. Trattiamo l'Oscillazione Meridionale di El Niño (ENSO), esempio canonico di caos climatico a bassa dimensionalità, come caso di prova per una sonificazione culturalmente situata valutata mediante diagnostici propri dei sistemi complessi. Utilizzando una sonificazione per mappatura parametrica dell'indice di anomalia della temperatura superficiale del mare Niño 3.4 (1870-2024), codifichiamo la variabilità dell'ENSO in due sistemi pentatonici tradizionali del gamelan giavanese (pelog e slendro) attraverso quattro strategie compositive, per poi analizzare l'audio risultante come traiettorie in uno spazio delle fasi acustico bidimensionale. Diagnostiche basate sulla ricorrenza, geometria dell'inviluppo convesso e analisi di accoppiamento rivelano che la pipeline di sonificazione preserva firme dinamiche chiave: le modalità alternanti producono i tassi di ricorrenza delle traiettorie più elevati, riflettendo la quasi-periodicità dell'ENSO; le modalità polifoniche stratificate esplorano le regioni più ampie dello spazio delle fasi; e le due famiglie di scale inducono regimi di accoppiamento qualitativamente distinti tra brillantezza spettrale ed energia – prevalentemente in antifase nel pelog ma quasi indipendenti nello slendro. L'analisi delle traiettorie nello spazio delle fasi fornisce un quadro geometrico rigoroso per confrontare i progetti di sonificazione nel contesto dei sistemi complessi. La validazione percettiva rimane necessaria; il nostro contributo consiste nella metodologia basata sui sistemi dinamici per valutare tali mappature.
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.