Die Erde mit NOAA Citizen Science erkunden

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Dieser Artikel basiert auf der neusten Folge des Podcasts, Citizen Science: Wissenschaftsgeschichten, die wir gemeinsam schreiben können! Darin diskutieren die Co-Moderatoren Bob Hirshon und Caroline Nickerson einige der inspirierenden Citizen Science-Arbeiten, die unter der Schirmherrschaft der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) geleistet werden.

Hier anhören: Citizen Science: Science Stories We Can Do Together!


Der National Weather Service (NWS) hat Citizen Science betrieben, bevor Citizen Science cool wurde. 1890 startete NWS sein Cooperative Observer Program mit Wetterdaten, die per Telegraf von Landwirten und anderen freiwilligen Wetterbeobachtern im ganzen Land gesammelt wurden. Und dieser Arbeit gingen renommierte Bürgerwissenschaftler wie Thomas Jefferson und George Washington voraus, die hundert Jahre zuvor fleißig Wetterdaten gesammelt und weitergegeben haben.

Beobachter des Wetteramtes sammeln Wetterdaten außerhalb von Ephraim, Utah. Dieses undatierte Bild wurde von einem alten Laternenblatt aus Glas erhalten. (Bildnachweis: Familie von Thomas D. Whitely, aus der NWS-Sammlung der NOAA)

Heute arbeitet die NWS unter der Schirmherrschaft der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und ist nur Teil eines riesigen Netzwerks physikalischer Wissenschaftsprogramme, das 41 aktive Citizen Science-Programme umfasst. Sie unterstützen Forschungsbemühungen nicht nur zum Wetter, sondern auch zur Verfolgung von Meeresschutt, zum Schutz gefährdeter Arten, zur Überwachung des Klimawandels, zur Kartierung des Erdmagnetfelds und zu anderen Bereichen wissenschaftlicher Studien im Zusammenhang mit der Luft und dem Wasser des Planeten.

NCEI: Erddatenbibliothek

Mehr als 37 Petabyte an Umweltdaten, die von Amateur- und Berufswissenschaftlern gesammelt wurden, befinden sich im National Center for Environmental Information (NCEI) der NOAA.

„Es gibt so viele Daten in unserem Archiv“, sagt Katie Palubicki, NCEI Outreach Coordinator. „Normalerweise sagen wir, dass wir Daten von der Sonnenoberfläche bis zum Grund des Ozeans sammeln.“ Es ist Katies Aufgabe, diese Daten öffentlich zugänglich zu machen. „Es gibt wirklich viele Benutzer für unsere Daten und wir versuchen, sie für alle diese Benutzergruppen so zugänglich und nutzbar wie möglich zu machen. Also, wissen Sie, ein Fünftklässler wird unsere Daten verwenden können, aber so wird Harvard-Professor.“

Das Multibeam-Sonar der NOAA an Bord erstellt 3D-Karten des Meeresbodens und des Seebodens (NOAA).

Pädagogen verlassen sich auf das NCEI, um die Relevanz und den Wert der Wissenschaft, die sie im Klassenzimmer unterrichten, zu demonstrieren. NCEI-Kommunikationsberaterin Trinity Foreman hilft dabei, die Daten für die Verwendung durch Lehrer anzupassen.

„Wir haben eine Registerkarte „Bildung“, auf der wir einige unserer am besten zugänglichen Datentools genommen und sie so gestaltet haben, dass sie leicht verständlich sind“, sagt Foreman. Dazu gehören praktische Aktivitäten und Animationen, darunter ein besonders beliebtes interaktives Tsunami-Tool. „Es ist ein Zeitraffer aller Tsunamis, die auf der Erde passiert sind. Es macht wirklich Spaß für alle, wo man hin und her scannen und die Tsunamis sehen kann, wie sie in dieser digitalen Landschaft passieren.“

Palubicki fügt hinzu, dass Mitglieder der Öffentlichkeit, die Fragen haben oder Hilfe bei der Verwendung von NCEI-Datenressourcen benötigen, Unterstützung von ihren Kundendienstmitarbeitern anfordern können, indem sie ihnen eine E-Mail an [email protected] senden. „Jemand wird sich bei Ihnen melden und Ihnen helfen, auf die spezifischen Daten zuzugreifen, die Sie benötigen“, sagt sie. „Und in einigen Fällen können wir Sie sogar direkt mit dem Wissenschaftler in Kontakt bringen, der diese Daten verwaltet oder sogar gesammelt hat, und Ihnen wirklich eine großartige Ressource zu Ihrem Vorteil bieten.“

Tun Sie etwas gegen das Wetter

Weder der Schnee, noch der Regen, noch die Hitze, noch die Dunkelheit der Nacht können die treuen Freiwilligen des CoCoRaHS-Programms daran hindern, ihre vorgesehenen Runden zu absolvieren. Tatsächlich motiviert es sie. CoCoRaHS steht für Community Collaborative Rain, Hail, and Snow Network und seine in den Vereinigten Staaten und Kanada ansässigen Freiwilligen messen und melden Niederschläge und stellen der NOAA dringend benötigte lokale Daten zur Verfügung.

Freiwillige des Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network (CoCoRaHS) installieren Regenmesser und sammeln Niederschlagsdaten, die vom National Weather Service (CoCoRaHS) verwendet werden.

Melissa Griffin ist stellvertretende staatliche Klimatologin im South Carolina State Bureau of Climatology und auch staatliche Koordinatorin für CoCoRaHS in South Carolina. Sie sagt, das Programm sei aus einer katastrophalen Flut in Colorado entstanden.

„Es wurde ursprünglich 1997 nach der Flut von Fort Collins als eine Art Bucket Survey eingerichtet“, erklärt sie. „Es wurde vom Colorado Climate Center ins Leben gerufen, das gerade versuchte, die Regenfälle zu verstehen, die zu dieser verheerenden Überschwemmung in der Region geführt haben.“

Die von den Freiwilligen bereitgestellten Daten waren so hilfreich, dass andere Staaten damit begannen, ihre eigenen Wetterbegeisterten jeden Alters und jeder Herkunft zu rekrutieren.

„Wir haben Schulgruppen und Klassenzimmer, die das Wetter überwachen und täglich Bericht erstatten“, sagt sie. „Meistergärtner, Landwirte, pensionierte NWS-Mitarbeiter, aktuelle NWS-Mitarbeiter. Jeder, der sich für das Wetter zu interessieren scheint, ist ein perfekter Kandidat für dieses spezielle Programm.“

Meteorologen, Klimatologen, Notfallmanager, Hydrologen und andere verlassen sich auf NOAA-Daten, daher sind Genauigkeit und Zuverlässigkeit unerlässlich. Matt Menne arbeitet im NCEI-Büro der NOAA in Asheville, SC, und ist Direktor des World Data Center for Meteorology. Er betreut eine Reihe von Datensätzen, die in dieses globale Netzwerk einfließen, darunter CoCoRaHS. Menne sagt, obwohl CoCoRaHS-Freiwillige Amateure sind, gibt es so viele von ihnen, dass sie dazu beitragen können, die Qualität der von offiziellen NWS-Beobachtern bereitgestellten Daten zu verbessern.

„Wenn Sie ein sehr spärliches Netzwerk und eine geringe Dichte haben und eine dieser wirklich hohen Summen erhalten, kann es schwierig sein, wirklich festzustellen, dass es sich um einen legitimen Wert handelt“, erklärt er.he. „Aber wenn Sie viel mehr Beobachtungen haben, haben Sie viel mehr Vertrauen in die Gesamtsummen des gesamten Netzwerks. CoCoRaHS hilft also auch anderen Netzwerken, und das zeigt den Wert des Citizen Science-Beobachters bei der Unterstützung der Beobachtungen der nationalen Behörden von meteorologischen Diensten .“

Messung der magnetischen Persönlichkeit der Erde

Das Magnetfeld der Erde ist nur in Form von Aurora Borealis und Aurora Australis sichtbar, macht sich aber auf vielfältige Weise bemerkbar. Viele Organismen, darunter Vögel, Schmetterlinge, Meeresschildkröten und sogar Bakterien, verwenden es zur Navigation und Orientierung. Menschen sind auch für die Navigation auf Geomagnetismus angewiesen, und da das Magnetfeld schwankt, ist seine Überwachung für Navigation, Verteidigung und viele andere Belange unerlässlich.

Die NOAA sendet Warnungen an Pädagogen und die breite Öffentlichkeit, wenn erwartet wird, dass ungewöhnliche Sonnenaktivitäten das Nordlicht weiter südlich als gewöhnlich hervorbringen. (Quelle: NOAA)

Das NCEI verwaltet das World Magnetic Model, ein gemeinsames Produkt der Regierungen der Vereinigten Staaten und Großbritanniens. Es wird vom US-, britischen und NATO-Militär sowie von zivilen Navigationssystemen von Unternehmen wie Google und Apple verwendet.

Zusätzlich zu den von Satelliten und Bodenstationen bereitgestellten Daten stützt sich das globale magnetische Modell über das CrowdMag-Projekt auch auf Daten von Bürgerwissenschaftlern. Manoj Nair, Forscher an der University of Colorado und NCEI, erklärt, dass CrowdMag vor zehn Jahren dank eines gemeinsamen Projekts von NCEI, Apple und Google gestartet wurde. Handys haben Magnetometer, und Apple und Google verlassen sich bei ihren Navigations-Apps auf das Weltmagnetmodell.

„Also hatten wir diese Idee, dass wir mit ihnen zusammenarbeiten, und warum nicht diese Daten von ihnen nehmen und zusammenfügen … und ein Modell des Magnetfelds erstellen, das von Citizen Science des Erdinneren Felds erstellt wurde?“ erklärt Naair. „Und das ist uns bis zu einem gewissen Grad gelungen; wir sind jetzt in der Lage, ein Modell des Erdmagnetfelds nur aus Citizen-Science-Daten zu erstellen.“

Die von ihnen erstellte CrowdMag-App sammelt ihre Daten passiv; Benutzer laden einfach die App herunter und schalten sie ein, und sie sammelt magnetische Daten ohne Benutzereingriff. Benutzer können die Daten privat halten oder mit NOAA teilen.

Neben der Unterstützung bei der Kalibrierung von Mobiltelefonen können CrowdMag-Daten auch für Forschung und Bildung verwendet werden. Judy Hadley, eine Bürgerwissenschaftlerin aus Lincoln, RI, nutzte CrowdMag für ein Projekt im Geologieunterricht.

Die CrowdMag-App der NOAA verwendet Handy-Magnetometer, um das Magnetfeld der Erde zu messen (NOAA/NCEI).

„Und das Thema, dem ich nachgehen wollte, ist unser Staatsgestein, Cumberlandit, und es ist sehr magnetisch“, erklärt sie. „Also wollte ich sehen, ob ich mein Telefon nehmen und die CrowdMag-App verwenden und um ein bestimmtes Gebiet herumgehen und sehen könnte, ob es eine Grenzlinie mit dem zurückkommenden magnetischen Signal zeigt.“ Hadley war erstaunt, als sie sich online die Datenpunkte ansah, die sie kartiert hatte. „Es kam so klar wie der Tag durch, und das hat mich wirklich vorangetrieben. Es war wirklich, wirklich aufregend, das in dieser App zu sehen.“

Brian Meyer ist der NCEI-Datenmanager und Outreach-Spezialist für das CrowdMag-Projekt. „Sie könnten Ihre allgemeinen täglichen Aktivitäten wie Wandern, Radfahren, Laufen, all die Dinge kombinieren, die Sie gerne rausholen und bewegen, Sie könnten all das tun. Während Sie zur Wissenschaft beitragen, während Sie unsere Karten und unser Verständnis des Erdmagnetfelds erstellen umso besser“, sagt er. „Sie könnten das alles ganz einfach tun, und wir können Ihnen nicht einmal sagen, wie sehr wir es schätzen würden.“

Lust auf mehr?

Andere beliebte NOAA Citizen Science-Programme umfassen Natur Notizbuch, IAnsichtBearbeiten, Alte Zeiten und Meeresmüll-Tracker, unter anderen. Darüber hinaus arbeitet NOAA in Partnerschaft mit SciStarter mit 20 Wissenschaftszentren zusammen, um die Öffentlichkeit in Citizen Science und Resilienzplanung für vier Klimagefahren einzubeziehen: extreme Hitze, extreme Niederschläge, Anstieg des Meeresspiegels und Dürre. Erfahren Sie mehr über dieses Programm unter https://scistarter.org/noaa.

Dieser Podcast wird Ihnen monatlich von SciStarter zur Verfügung gestellt, wo Sie Tausende von Citizen Science-Projekten, Veranstaltungen und Tools finden! alles ist dabei SciStarter.org. Wenn Sie Ideen haben, die Sie mit uns teilen möchten, und Dinge, die Sie in diesem Podcast hören möchten, kontaktieren Sie uns unter [email protected]