天空中的科学：通过公民科学研究云 |《探索》杂志

作者：Sharman Apt Russell

悠闲的夏日时光最适合放松下来，欣赏飘过的云朵。何不从舒适的吊床上参与 NASA 的这项云层观测公民科学项目呢？

通过公民科学项目 S’Cool 协助 NASA 了解云层，报告您的观测结果。

图片来源：Elroy Limmer 云是如此民主。您无需富有、有名、聪明或健壮，便可欣赏云彩的壮丽。无论身在何处，抬头仰望天空，便会被它们的 the beauty and elegance，它们的规模和不断变化的身姿，以及它们与光的关系所震撼——云彩从背后被照亮时发出的光辉，黎明时分勾勒出粉红色的边缘，日落时分将其染成橘黄色和金色。一天中，您可以观看云朵翻滚、聚集，如同平底船在航行和碰撞，云层建筑、云层塔楼、云层街道、奇特的条纹、缕缕、尾巴，积云、积雨云、层云、卷云、乳状云、雨幡。有些日子里，您会沉浸在一片壮阔而神秘的云景之下，以至于思绪最终会失去兴趣。您会叹口气，继续处理日常事务。午餐吃什么？公民科学家们通过 NASA 开发和运行的 S’Cool（学生在线云观测）项目研究云层。参与者将他们的云层观测时间与正在上空飞过的气象仪器观测同一云层的时间同步。这有助于确认绕地球运行的名为 CERES（云和地球辐射能量系统）的重要卫星网络的准确性。S’Cool 项目的科学家们解释说：“我们正在寻求的云层属性是云的类型、云量和云的厚度。” 随着我们努力理解气候变化如何影响云层以及哪种云层会增加或减少全球变暖，了解云层变得越来越重要。S’Cool 的用户友好性极佳。任何人都可以作为“漫游观测员”或独立公民科学家参与 S’Cool，尽管该项目更侧重于学生和教师，并包含讲义、课程计划和课堂活动。自 1997 年成立以来，S’Cool 已收到来自世界 83 个国家/地区的年轻人提交的超过 125,000 次观测。作为一名“漫游观测员”，我登录 S’Cool 网站，借助一张 S’Cool 地图确定我当前的经度和纬度，然后我会收到一份关于未来两周我所在位置上空卫星活动的电子邮件日程表——即我应该何时外出观测云层。我可以从任何地方观看云层，但我最喜欢的地方是我家位于新墨西哥州西南部的前门廊。通常，NASA 的气象卫星每天至少飞越这里六次。在任何一次飞越时间，我都会带着打印好的报告表走到我家的前院。我的任务是检查云量、天空颜色、天空能见度、飞机尾迹、高层云、中层云和低层云。在最后三个类别中，我还会进一步注明云的类型（卷云、高层云、层积云？）、云量（孤立、分散、破碎？）和视觉不透明度（不透明、半透明、透明？）。S’Cool 提供了大量信息来帮助我做出决定。之后，我将我的数据输入 S’Cool 网站上的在线报告中。在我第一次用 S’Cool 进行观测时，湛蓝的新墨西哥州天空上没有一朵云。所以，这很容易！几天后，一场风暴系统席卷了我居住的这个乡村山谷。低层雨层云随处可见，大部分不透明，有部分半透明。几天后，我记录下了中层高云层（2000 至 6000 米之间）的层叠，这是另一场风暴的序曲。接下来的一个星期，我还注意到高空卷云（6000 米以上）的缕缕，它们由冰晶组成，而不是中低层云的水滴。对于我发送到 S’Cool 的每一次观测，该程序都会通过电子邮件回复一图表，显示我的观测结果与卫星的观测结果如何匹配。这既有帮助又具激励性。像大多数公民科学家——以及科学家一样——我对自己研究的课题有着个人情感。当我抬头仰望天空时，有时会想起我的父亲，他是一名试飞员，在 1956 年驾驶了实验性 X-2 飞机并坠毁，飞行速度达到了音速的三倍——短暂地成为地球上最快的人。米尔伯恩·阿普特上校在我两岁时去世。虽然我对这个人了解不多，但我知道他热爱云彩。在关于大峡谷的家庭电影中，他没有在妻子和两个女儿身上停留太久，便将一架 1950 年代的新摄像机移向了亚利桑那州天空上翻腾的云朵——他钟爱的云朵，是他通过在各种飞机（包括农用飞机、F150 星际战斗机和 B-50）上飞行数小时而熟悉的，他感觉在云朵中完全自在。我也一直热爱云彩，我很感激我的父亲和我分享这份联系。云彩总让我心怀感激——那些在蔚蓝的天空中航行的白色积云，它们的边缘如此 crisp，仿佛是画上去的。或者雷暴的诞生，当巨大的扩张柱开始越升越高。或者仅仅是冬日天空中一抹孤零零的卷云，像一个友好的涂鸦。有了 NASA 的数据表，我现在更有理由抬头仰望并研究云层了。而这完全是一件好事。

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