通过NOAA公民科学探索地球

本文基于播客最新一期节目《公民科学：我们共同开展的科学故事》。节目中，联合主持人Bob Hirshon和Caroline Nickerson讨论了一些在国家海洋和大气管理局（NOAA）支持下进行的鼓舞人心的公民科学工作。

点击此处收听：公民科学：我们共同开展的科学故事！

国家气象局（NWS）在“公民科学”这个概念流行之前就已经在开展公民科学工作了。早在1890年，NWS就启动了其合作观测员计划，通过电报收集全国各地农民和其他志愿气象观测员的天气数据。而这一工作甚至早于托马斯·杰斐逊和乔治·华盛顿等著名公民科学家，他们在一百年前就已经一丝不苟地收集和分享天气数据。

如今，NWS隶属于国家海洋和大气管理局（NOAA），并且是庞大的物理科学项目网络中的一部分，该网络包括41个活跃的公民科学项目。它们不仅支持天气研究，还支持追踪海洋垃圾、保护濒危物种、监测气候变化、绘制地球磁场图以及与地球大气和水相关的其他科学研究领域。

NCEI：地球的数据库

NOAA国家环境信息中心（NCEI）拥有由业余和专业科学家收集的超过37 PB（拍字节）的环境数据。

“我们的档案中有海量的数据，”NCEI推广协调员Katie Palubicki说道。“我们通常说我们收集的数据范围从太阳表面到海底。”Katie的工作是让公众能够访问这些数据。“我们的数据用户群体非常广泛，我们努力让所有用户群体都能尽可能方便地使用我们的数据。所以，一个五年级的学生可以使用我们的数据，哈佛教授也可以。”

教育工作者依赖NCEI来帮助他们展示课堂教学科学的相关性和价值。NCEI传播顾问Trinity Foreman帮助为教师量身定制数据的使用方法。

“我们有一个教育板块，我们从中挑选了一些更易于访问的数据工具，并以易于理解的方式呈现它们，”Foreman解释道。这些工具包括实践活动和动画，其中一个特别受欢迎的是交互式海啸工具。“这是一个关于地球上发生过的所有海啸的时间轴。它对任何人来说都很有趣，你可以前后滑动，在这个数字景观中看到海啸的发生。”

Palubicki补充说，有问题的公众成员或在NCI使用数据资源时需要帮助的公众，可以发送电子邮件至NCEI.info@NOAA.gov联系他们的客户服务代表。“会有人回复您，帮助您获取所需数据，”她说。“甚至在某些情况下，我们可以直接将您与管理该数据或收集该数据的科学家联系起来，真正为您提供一个非常棒的资源，满足您的兴趣。”

应对天气

无论是雨雪、风霜还是黑夜的笼罩，都无法阻止CoCoRaHS项目忠诚的志愿者完成他们的任务。事实上，这些因素反而激励了他们。CoCoRaHS代表社区合作雨、冰雹和雪网络，其在美国和加拿大的志愿者测量和报告降水，为NOAA提供急需的本地数据。

Melissa Griffin是南卡罗来纳州气候办公室的助理州气候学家，也是南卡罗来纳州CoCoRaHS的州协调员。她说，该项目源于科罗拉多州的一次灾难性洪水。

“1997年科林斯堡洪水之后，它最初被设立为一个类似水桶测量的项目，”她解释道。“它是由科罗拉多气候中心发起的，只是为了弄清楚导致该地区毁灭性洪水的降雨量。”

志愿者提供的数据非常有用，以至于其他州也开始招募自己的天气爱好者，无论年龄和背景。

“我们有学校团体和课堂进行每日天气监测和报告，”她说。“有专业的园丁、农民、退休的国家气象局员工、现任国家气象局员工。任何对天气感兴趣的人都是这个项目的理想人选。”

气象学家、气候学家、应急管理人员、水文学家等都依赖NOAA的数据，因此准确性和可靠性至关重要。Matt Menne在北卡罗来纳州阿什维尔市的NOAA NCEI办公室工作，是世界气象数据中心的总监。他负责许多为全球网络提供数据的数据集，CoCoRaHS就是其中之一。Menne表示，尽管CoCoRaHS的志愿者是业余人士，但他们人数众多，可以帮助提高官方NWS观测员提供的数据质量。

“如果你的网络非常稀疏且密度低，并且你得到了一个非常高的总数，那么就很难确定它是否是一个有效值，”他解释道。“但当你拥有更多的观测值时，你对整个网络的总数就有更大的信心。所以CoCoRaHS也在帮助其他网络，这表明了公民科学观测员在帮助官方国家气象局观测方面的价值。”

测量地球的磁性“个性”

地球的磁场只能以北极光和南极光的形态显现，但它以多种方式显现其存在。许多生物，包括鸟类、蝴蝶、海龟甚至细菌，都利用它进行导航和定向。人类也依赖地磁学进行导航，而且由于磁场会波动，对其进行跟踪对于航运、国防和许多其他事务至关重要。

NCEI维护着世界磁场模型，这是美国和英国政府的联合产品。美国、英国和北约的军事部门以及谷歌和苹果等公司的民用导航系统都在使用它。

除了卫星和地面站提供的数据外，世界磁场模型还依赖于公民科学家的数据，通过CrowdMag项目。科罗拉多大学和NCEI的研究科学家Manoj Nair解释说，CrowdMag始于十年前，是NCEI、苹果和谷歌之间的一个联合项目。手机配有磁力计，苹果和谷歌都依赖世界磁场模型为其导航应用程序提供支持。

“所以我们有了这个想法，我们可以与他们合作，为什么不从他们那里获取这些数据并收集这些数据……然后创建一个由公民科学创建的地球内部磁场模型呢？”Nair解释道。“我们在一定程度上取得了成功；现在我们能够完全从公民科学数据中创建一个地球磁场模型。”

他们创建的CrowdMag应用程序被动收集数据；用户只需下载该应用程序并打开它，它就会在没有任何用户干预的情况下收集磁数据。用户可以选择将数据保密，或将其分享给NOAA。

除了帮助校准手机，CrowdMag数据还有研究和教育用途。朱迪·哈德利（Judy Hadley）是罗德岛州林肯市的一位公民科学家，她为一项地质学课程项目使用了CrowdMag。

“我决定研究的主题是我们的州岩石，即康伯兰岩，它具有很强的磁性，”她解释道。“所以我想看看我是否可以用我的手机使用CrowdMag应用程序，走过某个区域，看看它是否能显示出磁信号的边界线。”当哈德利在网上查看她绘制的数据点时，她感到非常惊讶。“它清晰可见，这才是真正让我着迷的地方。看到这个应用程序上的内容真的很令人兴奋。”

Brian Meyer是CrowdMag项目的NCEI数据经理兼推广专员。“你可以结合你日常的徒步、骑行、散步、跑步等各种你喜欢的户外活动，同时为科学做出贡献，同时让我们对地球磁场的地图和理解变得更好，”他说。“你可以非常简单地做到这一切，我们甚至无法表达我们有多么感激。”

还想了解更多？

其他受欢迎的NOAA公民科学项目包括Nature's Notebook、ISeeChange、Old Weather和Marine Debris Tracker等。此外，NOAA与SciStarter合作，正与20个科学中心合作，让公众参与到关于四种气候灾害的公民科学和韧性规划中：极端高温、极端降水、海平面上升和干旱。有关该计划的更多信息，请访问https://scistarter.org/noaa。

本播客由SciStarter每月为您呈现，您可以在这里找到数千个公民科学项目、活动和工具！所有内容都在SciStarter.org。如果您有任何想法想与我们分享，或者希望在本播客中听到任何内容，请发送电子邮件至info@scistarter.org与我们联系。