Voorlopige sonificatie van ENSO met traditionele Javaanse gamelanschalen
Preliminary sonification of ENSO using traditional Javanese gamelan scales
February 16, 2026
Auteurs: Sandy H. S. Herho, Rusmawan Suwarman, Nurjanna J. Trilaksono, Iwan P. Anwar, Faiz R. Fajary
cs.AI
Samenvatting
Sonificatie – het vertalen van data naar niet-spraak audio – biedt een onderbenut kanaal voor het representeren van complexe dynamische systemen. Wij behandelen de El Niño-Zuidelijke Oscillatie (ENSO), een schoolvoorbeeld van laagdimensionale klimaatchaos, als een testcase voor cultureel gesitueerde sonificatie, geëvalueerd via complexe-systeemdiagnostiek. Met behulp van parametergebaseerde sonificatie van de Niño 3.4 zeewatertemperatuur-anomalie-index (1870–2024) coderen we ENSO-variabiliteit in twee traditionele Javaanse gamelan pentatonische systemen (pelog en slendro) volgens vier compositiestrategieën, en analyseren we de resulterende audio als trajecten in een tweedimensionale akoestische faseruimte. Op recurrentie gebaseerde diagnostiek, convexe-hull-geometrie en koppelingsanalyse onthullen dat de sonificatiepijplijn essentiële dynamische kenmerken behoudt: afwisselende modi produceren de hoogste traject-recurrentiepercentages, wat ENSO's quasi-periodiciteit weerspiegelt; gelaagde polyfone modi verkennen de breedste faseruimteregio's; en de twee toonschaalfamilies induceren kwalitatief verschillende koppelingsregimes tussen spectrale helderheid en energie – voornamelijk antifase in pelog maar bijna onafhankelijk in slendro. Faseruimtetrajectanalyse biedt een rigoureus geometrisch kader voor het vergelijken van sonificatie-ontwerpen binnen een complex-systeemcontext. Perceptuele validatie blijft noodzakelijk; wij dragen de dynamische-systeemmethodologie aan voor het evalueren van dergelijke mappingen.
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.