本帖最後由 WYS127 於 2016-1-6 23:01 編輯
只要有心,人人都可以是氣象學家 大氣科學中的「公民參與」 文：台灣颱風論壇 王盈玄
前言
科學研究從來不是科學家的專利！不分年齡、國籍、性別、教育程度，你我都可以成為科學研究中的一員。 「公民科學」，指的是由公眾參與的科學計畫，是一種善用群眾智慧的參與式科學。主要由業餘科學愛好者與專業研究人員合作，有系統的收集、分析、探索大量資料。隨著網路的發展，公民科學的的舞台也變得更加廣闊，任何人只要打開電腦，連上網路，就有機會參與科學研究，當個「鍵盤科學家」。
在大氣科學中，大量的觀測資料是研究的基石，而這些資料，更是需要人力整理、判讀，若這些工作有了群眾的參與，同時間進行觀測及整理，就可以節省時間。大氣科學中的「公民參與」可說是相當多樣：從全美觀測資料的蒐集，到判讀熱帶氣旋的衛星雲圖，甚至是北極氣候資料的建檔。以下筆者將為大家一一介紹。
從海濱到山巔－讓測站遍布全美的「合作觀測者」計畫 越多的觀測站，自然能使氣象工作者對各地天氣有更多的了解，進而做出更準確的預報。美國國家氣象局(以下簡稱NWS)的「合作觀測者」計畫(CooperativeObserver Program,COOP)正是由上萬名遍及全美的志工，收集觀測數據，建構美國氣象觀測網絡。
▲圖二:「合作觀測者」測站分布圖 「合作觀測者」計畫具有悠長的歷史，它起源於1890年，至今已持續運作了百餘年。在該計畫中，觀測者們的任務是確保觀測設備正常運作，持續提供天氣要素（如溫度、降雨量、降雪量等）。這些資料除了作為預報時的參考資料，亦會用於改善數值預報模式、研究氣候變遷…… ▲圖三:1930年代的COOP測站 官方如何確保志工善盡職責，管控資料品質呢？NWS有以下作法：
- 為新加入者提供免費的訓練及觀測儀器
- 定期派員訪視，並施予進修訓練
而官方也會給予優秀志工榮譽性的回饋，NWS將頒發獎狀褒揚表現優異的志工，此舉不僅增進得獎者的成就感，也激勵其他志工更努力參與。 筆者認為，以上的獎勵，容易引起志工參與的意願，使他們樂意長期參與計畫，投身公民科學。
▲圖四:官方褒揚表現優異的志工
Cyclone center 科學家和颱風迷的團隊合作 ▲圖五:Cyclone Center首頁 關於熱帶氣旋的真正強度，從來沒人能說的準，除非有地面測站或追風飛機提供的實測資料。那麼，我們要如何在缺乏實測資料的狀況下「估計」熱帶氣旋的強度呢？目前國際通行的德沃夏克分析法（Dvorak Technique，相關介紹請點我）正是套利用衛星雲圖判斷熱帶氣旋強度的方法。但此方法判斷的過程具有相當的主觀性，就連專家們也常作出歧異的分析，因而為熱帶氣旋歷史紀錄增添不確定性，在風迷間，也常有某些颱風強度被錯估的討論。
Cyclone Center是公民科學平台「Zooniverse」旗下的一個計畫，它的宗旨是集結風迷們的智慧，透過衛星雲圖判斷熱帶氣旋的強度，解決歷史紀錄中的不確定性，建立全新的氣旋資料庫。在公民科學中，專家們往往將複雜的研究法潤飾至「簡單、易懂、好上手」，這個網站將德沃夏克分析法化為幾個問題，參與者必須依照衛星雲圖一步步回答，進而完成分析。
▲圖六:Cyclone center的介面&衍生自德沃夏克分析法的問題
筆者感覺這計畫其實蠻有趣的，所以常於閒暇間上網分析。在一開始，筆者偶爾會遇到困難，覺得某些圖實在模稜兩可，難以判斷。但cyclonecenter.org提供的「氣旋指引」中介紹了許多判斷的訣竅，讓分析的工作更好上手。同時，網站也附設討論區，志工們可以討論分析的技巧、經驗。各位風迷朋友們，不妨嘗試看看，透過網站提供的教學，可以很簡單的完成分析，親身參與公民科學。(任意門 點我往Cyclone Center)
航海日誌裡的秘密 重建北極氣候的Old Weather ▲圖七:航海日誌 和Cyclone Center一樣，Old Weather也是公民科學平台「Zooniverse」旗下的一個計畫。該計畫與華盛頓大學合作，分析19~20世紀，北極附近捕鯨船的航海日誌，從中得到關於海冰及天氣的紀錄。並期許能「鑑往知來」，除了讓科學家們更深入了解北極從過去到現在的改變，也為預測氣候變遷趨勢提供絕佳的證據。
在本計畫中，航海日誌已經一頁一頁的掃瞄建檔，志工們必須找出日誌中關於天氣的記載，並加以整理。目前志工們已完成了15艘船，共12364面日誌。這個計畫透過相當吸引人的內容加深人們對於計畫的興趣，例如：
- 每艘船的簡介、照片
- 一系列的介紹短片「Why scientistneed you」
- 艦長競賽-整理該船最多資料的用戶可以獲得艦長頭銜
後記:「消費者」-「生產者」
以上，便是公民科學在氣象領域實踐的幾個實例。各式各樣的研究計畫，五花八門的參與方式，這正是公民科學吸引人之處。公民科學，讓原先僅是利用知識，身為「消費者」的我們，能夠實際參與知識的探索與分析，做一個知識的「生產者」。
相關連結&資料來源
{COOP} {Cyclone Center} {Old Weather}
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