Wie ein Team zugängliche Karten für farbenblinde Wissenschaftler entwickelte

Stellen Sie sich vor, Sie müssen Ihre Arbeit erledigen, sind aber nicht in der Lage, die Daten direkt vor Ihnen visuell zu verarbeiten. Fast 8 % der genetisch männlichen und 0,5 % der genetisch weiblichen Personen leiden an einer Form von Farbsehschwäche (CVD), also einer verminderten Fähigkeit, zwischen bestimmten Farben zu unterscheiden. CVD wird allgemein als Farbenblindheit bezeichnet.

Wissenschaftler verwenden Farben, um Informationen zu vermitteln. Viele Wissenschaftler in der Wetterradar-Community leiden an Herz-Kreislauf-Erkrankungen und die Verwendung und Interpretation von Farben ist ein wichtiger Aspekt ihrer Arbeit. Die meisten Farbkarten berücksichtigen Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht. Beispielsweise wird auf den Karten Grün neben Rot angezeigt.

Forscher des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums (DOE) veröffentlichten kürzlich eine Papier im Bulletin der Amerikanischen Meteorologischen Gesellschaft Detaillierte Beschreibung ihrer Arbeit zur Erstellung CVD-freundlicher Farbkarten, die wichtige Merkmale von Wolken und Niederschlag hervorheben.

Die Erstellung neuer Karten zeigt das Engagement der Programmiergemeinschaft für Inklusivität

Eine Art Farbkarte, Ze, zeigt die Radarreflexion oder Sturmintensität. Je höher der Reflexionsfaktor, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit von Regen, Hagel und mehr. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Ze-Wert, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit von Auswirkungen auf die Öffentlichkeit. Diese Farbkarten werden von der Öffentlichkeit am häufigsten in lokalen Wettervorhersagen gesehen.

Bei manchen Farbkarten, wie Ze, ist es für Personen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen schwierig, zwischen verschiedenen Niederschlags- und Konvektionsarten zu unterscheiden. Konvektion ist der Transport von Wärme und Feuchtigkeit durch die Bewegung einer Flüssigkeit. Gewitter sind eine Form der Konvektion.

Ein weiteres Problem der aktuellen Farbtabellen ist, dass sie nicht wahrnehmungsmäßig einheitlich sind. Wahrnehmungsmäßig einheitlich ist, wenn Änderungen in Farbe (Helligkeit oder Farbe) und Datenwerten gleich gewichtet werden und keine künstliche Struktur erzeugen.

Im Austausch mit der Community wurde den Wissenschaftlern klar, dass sie die Daten besser darstellen mussten. Ihre Arbeit konzentrierte sich darauf, die richtige Farbdarstellung zu finden, die sowohl CVD-freundlich als auch gut für die Radar-Community ist.

Die Forscher nutzten dieses Wissen und erstellten CVD-freundliche Ze- und Geschwindigkeitsfarbkarten mit den Werkzeugen der Programmiersprache Python. Sie gaben allem seine eigene Farbe, von Nieselregen über Regen bis hin zu Hagel. Geschwindigkeitsfarbkarten wurden auch anhand einer vorhandenen ozeanografischen Karte getestet.

„Die Python-Programmiergemeinschaft strebt nach Inklusivität“, sagte Scott Collis, ein Atmosphärenforscher aus Argonne und Co-Autor des Artikels. „Und es gab diesen Druck von Benutzern, Farbkarten zugänglicher zu machen.“

Nach Abschluss der Tests und der Veröffentlichung werden die Karten durch Meteorologen der nächsten Generation längerfristige Auswirkungen haben

Die neuen und bestehenden Farbkarten wurden bei verschiedenen Wetterereignissen mithilfe einer Software getestet, die die Daten aus der Sicht einer Person mit CVD visualisierte. Anschließend wurden der CVD-Community Vergleiche zur Verfügung gestellt, um ihre Eingaben und Rückmeldungen einzuholen. Insgesamt waren sich die Radarforscher in der Fokusgruppe einig, dass die neuen Farbkarten besser interpretierbar seien als die derzeit verwendeten Standardfarbkarten.

Diese Forschung wurde von der Atmospheric Radiation Measurement (ARM) User Facility unterstützt, einer DOE Office of Science User Facility. „ARM ermöglicht großartige Wissenschaft, Visualisierungen und Tools, die der Community offen stehen“, sagte Collis. „Ohne ARM wäre nichts davon möglich und bei der Umsetzung offener Wissenschaft sind ARM-Daten, -Tools und -Software wirkungsvoller.“

Die neuen Farbkarten sind nun verfügbar in einer GitHub-Repository das von zahlreichen Open-Source-Radarsoftwarepaketen der Open Radar-Community verwendet wird.

Um die CVD-Community noch stärker einzubinden, präsentierten die Autoren ihre Farbkarten auf wissenschaftlichen Konferenzen auf der ganzen Welt. Die Community gab Feedback, testete Farbkarten und half beim Aufbau der Bibliothek.

„Jetzt, da wir bessere Farbtabellen haben, wissen wir von der Community, dass sie relevant und inklusiv sind“, sagte Co-Autor und Administrator von Argonne Systems Integration, Zachary Sherman. „Die Leute haben die Wahl, farbenblindenfreundlich zu sein.“

Einige der Autoren haben selbst erlebt, welche Auswirkungen ihre Farbkarten auf Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen hatten. Alle, von Studenten bis zu Konferenzvorsitzenden, haben ihre Dankbarkeit für die Farbkarten zum Ausdruck gebracht, die sie endlich verstehen konnten. Die Bereitstellung dieser Herz-Kreislauf-freundlichen Farbkarten ermöglicht eine gerechte wissenschaftliche Visualisierung und Inklusivität.

In Zukunft plant das Forschungsteam, weitere Farbkarten zu entwickeln und die Öffentlichkeitsarbeit zu intensivieren. Ihr Ziel ist es, eine Gemeinschaftspraxis auf der ganzen Welt aufzubauen.

„Die Radarmeteorologie ist eine einzigartige visuelle Wissenschaft“, sagte Collis. „Wissenschaftler können die Form im Sturm erkennen, die auf starken Wind oder einen Tornado hinweist. Deshalb sind Farbkarten für unsere Gemeinschaft so wichtig.“

Letzten Endes werden nicht nur die Mitglieder der Radar-Community von CVD-freundlichen Farbkarten profitieren. Denn das Berufsbild der zukünftigen Meteorologen verändert sich. Wenn angehende Studenten ihr Studium beenden, arbeiten sie ausschließlich mit Radarmeteorologie-Tools, die CVD-freundliche Farbkarten bieten. Diese Art von Farbkarten ist für die nächste Meteorologenklasse die Norm.

Wenn sie dann Rollen bei lokalen Fernsehsendern übernehmen, werden sie beginnen, dem breiten Publikum inklusive Farbkarten in Form von Wetterberichten näherzubringen. Eines Tages in naher Zukunft wird die breite Bevölkerung mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen also in der Lage sein, die morgendliche Wettervorhersage anzusehen und zum ersten Mal zu sehen, wie eine Farbkarte eigentlich aussehen sollte.