Effekterna av klimatförändringarna är ibland svåra att förstå, men nu en virtuell verklighetsskog, skapad av geografer, kan låta människor gå genom en simulerad skog av idag och se vad olika framtider kan ha för träden.

"Det största problemet som måste åtgärdas är att klimatförändringarna är abstrakta, sa Alexander Klippel, professor i geografi, Penn State. "Dess mening utspelar sig först om tio, 15 eller 100 år. Det är väldigt svårt för människor att förstå och planera och fatta beslut. "

Forskarna kombinerade information om skogens sammansättning med information om skogens ekologi för att skapa en skog som liknar den som finns i Wisconsin.

"Som en del av ett NSF-finansierat CNH-programbidrag med Erica Smithwick (E. Willard och Ruby S. Miller professor i geografi vid Penn State) arbetar vi med Menominee Indian Tribe of Wisconsin, sade Klippel, som också är chef för Penn State's Center for Immersive Experience. "Inspirerade av Menominees djupare koppling till miljön anser vi att upplevelsen av framtiden är avgörande för alla miljöbeslut."

Den virtuella verklighetsupplevelsen tar de omfattande klimatförändringsmodellerna, sofistikerade vegetationsmodeller och ekologiska modeller och skapar en skog från 2050 som människor kan uppleva genom att gå genom den, undersöka trädtyperna och underbyggnaden, och se förändringarna.

Det första steget, självklart, skulle skapa en skog av idag. Med hjälp av data om en typisk Wisconsin-skog, forskarna kunde ha använt strikta eller deterministiska regler och placerat träd i skogen. Dock, de valde att använda en procedurmetod som skulle befolka skogen med hjälp av en uppsättning ekologiska regler, skapa en mer organisk, naturlig känsla.

"Orientering och små detaljer om träden är också randomiserade i tillvägagångssättet så att träden inte ser exakt likadana ut, " sa Jiawei Huang, doktorand i geografi, Penn State.

Forskarna rapporterar idag (11 november) i International Journal of Geographical Information Science den där, "Procedurreglerna tillät oss att effektivt och reproducerbart översätta parametrarna till en simulerad skog." De använde analytisk modellering för att konvertera data för procedurmodellering. De arbetade också med ekologiska experter för att ge feedback och utvärdera resultaten.

För att fånga skogens ekologi, forskarna använde LANDIS II, en väletablerad, kraftfull modell.

"Våra ekologkollegor, medförfattare till detta papper—Melissa S. Lucash, forskarassistent i geografi, University of Oregon, och Robert M. Scheller, professor i geografi, North Carolina State University - säkerställde den expertis som är nödvändig för att göra förutsägelserna korrekta, sa Klippel.

Forskarna noterar att modellen är tillräckligt kraftfull för att hantera händelser som vindstormar, brand och översvämning, och, självklart, klimatförändring.

En virtuell promenad genom den här Wisconsin-skogen visar höga träd och underbyggnad. Barnvagnar, med VR -headset och kontroller, kan avslöja vilka typer av träd som finns i skogen, ändra höjder från skogsbotten till fågelperspektiv och däremellan, och närmare undersöka skogens sammansättning.

Forskarna valde två framtidsscenarier, ett basscenario och ett varmt och torrt scenario. Med hjälp av VR, besökare i skogen kan se förändringarna i trädtyper och överflöd och jämföra grundscenariot med det varma och torra scenariot.

"Vår metod för att skapa viscerala upplevelser av skogar under klimatförändringar kan underlätta kommunikationen mellan experter, politiker och allmänheten, " rapporterar forskarna.

Forskarnas mål är att skapa ett medium för att kommunicera saker i framtiden eller det förflutna som möjliggör en mer holistisk och visceral tillgång så att icke-experter kan se de förändringar som klimatförändringarna medför.