Bymagnetiske felter afslører spor om energieffektivitet, forurening

Undersøgelse af en bys magnetiske fodaftryk kan bruges til at overvåge byens sundhed, herunder et muligt tidligt varslingssystem for problemer med forurening og som et værktøj til at optimere energibesparelser.

I Journal of Applied Physics , præsenterer forskere fra USA og Tyskland en sammenlignende analyse af urbane magnetfelter mellem to amerikanske byer:Berkeley, Californien og Brooklyn-bydelen New York City. De udforsker, hvilken slags information der kan udvindes ved hjælp af data fra magnetfeltsensorer for at forstå byernes funktion og give indsigt, der kan være afgørende for forebyggende undersøgelser.

Byer er velkendte for deres ekstremt støjende karakteristika og er en grobund for at lære om byvidenskab. Magnetisk feltaktivitet fra forskellige kilder i byen kan give indsigt i, hvad der foregår i løbet af en 24-timers periode.

"En by ses som et fysisk system, der ligner et fjernt astronomisk objekt, der kan studeres ved hjælp af en række multispektrale teknikker," sagde Vincent Dumont, fra Lawrence Berkeley National Laboratory. "Kort sagt, vores projekt var inspireret af vores ønske om at anvende det, vi lærte ved at praktisere grundlæggende fysikforskning til studiet af byer."

For at gøre dette indsamlede forskere magnetfeltdata kontinuerligt i en periode på fire uger ved hjælp af synkroniserede målinger med et netværk af følsomme magnetometre. Data blev behandlet og analyseret ved hjælp af moderne dataanalyseteknikker.

I deres nuværende arbejde med at sammenligne to meget forskellige byer, Brooklyn og Berkeley, opdagede de, at Berkeley når en magnetfeltaktivitet næsten nul i løbet af natten, mens Brooklyns magnetiske aktivitet fortsætter dag og nat.

"Igen, ikke så overraskende, opdagede vi, at 'New York sover aldrig', eller mere seriøst, der er faktisk et antal magnetiske signaturer, der er specifikke for hver by," sagde han.

Forskerne håber, at deres netværksmagnetometri og intelligente dataanalysekombination kan blive et værdifuldt værktøj for multidisciplinær byvidenskab.

"Dette arbejde bygger på vores tidligere eksperimenter udført omkring byen Berkeley i San Francisco Bay Area," sagde Dumont. "Vi identificerede de dominerende kilder til magnetiske signaler - som, ikke så overraskende, viste sig at være togene i Bay Area Rapid Transit (BART)-systemet, og lærte at hente svagere signaler fra denne dominerende baggrund."

"Vi håber, at denne forskningslinje vil blive samlet op og videreudviklet både af medlemmerne af vores team såvel som andre, forhåbentlig i byer rundt om i verden," sagde han. + Udforsk yderligere

Gymnasieelever måler Jordens magnetfelt fra ISS