Предварительная сонификация ЭНЮК с использованием традиционных яванских гаммелановых ладов
Preliminary sonification of ENSO using traditional Javanese gamelan scales
February 16, 2026
Авторы: Sandy H. S. Herho, Rusmawan Suwarman, Nurjanna J. Trilaksono, Iwan P. Anwar, Faiz R. Fajary
cs.AI
Аннотация
Сонификация — преобразование данных в неречевой звук — представляет собой малоизученный канал для представления сложных динамических систем. В качестве тестового примера культурно-обусловленной сонификации, оцениваемой с помощью диагностики сложных систем, мы рассматриваем Эль-Ниньо — Южное колебание (ЭНЮК), канонический пример низкоразмерного климатического хаоса. Используя параметрическую сонификацию индекса аномалии температуры поверхности моря Niño 3.4 (1870–2024 гг.), мы кодируем изменчивость ЭНЮК в две традиционные яванские пятиступенные системы гамелана (пелог и слендро) с применением четырех стратегий композиции, а затем анализируем полученное аудио как траектории в двумерном фазовом акустическом пространстве. Рекуррентная диагностика, геометрия выпуклой оболочки и анализ связей показывают, что конвейер сонификации сохраняет ключевые динамические сигнатуры: чередующиеся режимы дают наивысшие показатели рекуррентности траекторий, что отражает квазипериодичность ЭНЮК; многослойные полифонические режимы исследуют наиболее обширные области фазового пространства; а два ладовых семейства порождают качественно различные режимы связи между спектральной яркостью и энергией — преимущественно противофазные в пелог и почти независимые в слендро. Анализ траекторий в фазовом пространстве предоставляет строгий геометрический framework для сравнения дизайнов сонификации в контексте сложных систем. Перцептивная валидация остается необходимой; мы вносим вклад в виде методологии динамических систем для оценки подобных преобразований.
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.