Forskere bevarer og frigiver masser af offentlighed, lavfrekvente radiodata

Ved AGU's Efterårsmøde, det fremtrædende internationale jord- og rumvidenskabsmøde, forskere afslørede verdens største database med ekstremt lav frekvens (ELF)/Very Low Frequency (VLF) data. Open-access-databasen hedder WALDO, som står for Worldwide Archive of Low-frequency Data and Observations. Forskere vil være i stand til at få adgang til næsten 1000 terabyte (TB) data til yderligere videnskabelig indsats inden for områder som rumvejr, ionosfærisk fjernmåling, prognose for jordskælv, og underjordisk efterforskning. Rumvejrseffekter kan producere alt fra smukke auroras på nattehimlen til ødelæggende virkninger på elnet og satellitter, så både forskere og ingeniører er motiverede til at forstå dem og i sidste ende forudsige dem.

Arbejdet med at bevare hundredvis af terabyte ELF/VLF elektromagnetiske bølgemålinger og åbne det for forskere verden over er et fælles projekt af Stanford University, Georgia Institute of Technology og University of Colorado Denver med støtte fra National Science Foundation og Department of Defense.

"Det er spændende, at vi har gemt disse data i alle disse år, fordi lige nu er det tidspunkt, hvor det bliver mest værdifuldt med fremskridt inden for computerkraft, Big Data algoritmer og kunstig intelligens, " sagde Mark Golkowski, Ph.D., professor i elektroteknik, Ingeniørhøjskolen, Design og edb, CU Denver.

Golkowski og Morris Cohen, Ph.D., lektor ved School of Electrical and Computer Engineering ved Georgia Tech indledte WALDO-projektet som kulminationen på en arv, der begyndte i Stanford efter Anden Verdenskrig. Professor Robert Helliwell var banebrydende inden for feltet og brugen af ​​store antenner til at fange lavfrekvente radiobølger på fjerntliggende steder som Antarktis og Alaska for at studere den komplekse fysik i det nære Jord-rum. Helliwell i Stanford gav til sidst faklen til professor Umran Inan, som fungerede som rådgiver for Golkowski og Cohen, da de var studerende i hans forskningsprogram.

"Hvis der er én ting, som vores rådgiver har indprentet os, det var helligheden af ​​videnskabelige observationer af høj kvalitet og vigtigheden af ​​at bevare dem." siger Golkowski. "Desværre, denne form for arkivarbejde lægges ofte på bagen, og det er først senere, at folk siger, 'hvis vi bare havde data fra 10 år siden, vi ville vide, om dette var en anomali eller ej.' At miste data er som afbrænding af biblioteket i Alexandria. Når det er væk, det er væk."

Årevis, forskere har overført data fra magnetbånd til cd'er til dvd'er, da teknologiens avancerede og forældede lagringsmetoder truede dataene. Fremkomsten af ​​massiv cloud-lagring har den ekstra fordel, at dataene bliver tilgængelige for forskere over hele verden.

Gennem indsatsen fra Golkowski og Cohen og deres elever, næsten 80, 000 dvd'er med data uploades til skyen. På tidspunktet for mødet 200 TB data uploades, med yderligere 800 TB tilbage.

Mens de fleste data er fra de sidste 20 år, nogle optagelser går tilbage til 1970’erne og 80’erne.

WALDO vil også være et levende depot, indfangning af løbende data, der indsamles af Georgia Tech og University of Colorado Denver. For eksempel, data indsamlet under 2017 Great American Solar Eclipse vil være offentligt tilgængelige.

"Optagelserne fanger et øjebliksbillede af Jordens hurtigt skiftende atmosfære og rummiljø, derfor er indsatsen for at vedligeholde de data, vi allerede har, afgørende for fremtidig forskning. "Det har vist mig den indsats, der er nødvendig som civilisation for at undgå at miste fortiden, " siger Cohen. "Selvom der ikke er nogen tvivl om, at dataene om WALDO er en registrering af planetens fortid og kan informere om dens nutid, Enhver med erfaring i dataanalyse ved, at man ofte skal finkæmme en masse støj og mangelfulde observationer for at finde den perle, der vil fremme viden."

"Dette var inspirationen til 'WALDO'-navnet baseret på børnenes tegneseriefigur, der altid gemmer sig blandt masserne i sin karakteristiske sweater, "siger Golkowski.

Golkowski og Cohen håber, at åbningen af ​​databasen vil inspirere til nye opdagelser og nye anvendelser af datasættene. Stadig forbedring af beregningskraft og dataalgoritmer vil uden tvivl spille en rolle.

"Vi har en fornemmelse af de kendte ukendte. Men hvem ved, hvilke mange ukendte ukendte, der stadig er derude. Ved at offentliggøre disse data, vores håb er, at andre forskere bruger disse datasæt på måder, vi endnu ikke har forestillet os, "sagde Cohen, som anvendte WALDO-data og fandt ud af, at signaler ved 60 Hz og dets harmoniske – den irriterende støj, der kommer fra elnet – kan bruges som en diagnostik for elnet og cybersikkerhedssystemer.

Hos CU Denver, Golkowski har brugt ELF -observationer af lyn til at diagnosticere den øvre nedre atmosfære, som i sidste ende kunne forbedre kommunikationssystemerne.

"Endelig!", grinede Cohen, "vi har et svar på spørgsmålet "Hvor er WALDO?"