Explorando a Terra com a Ciência Cidadã da NOAA

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Este post é baseado no último episódio do podcast, Ciência cidadã: Histórias de ciência que podemos fazer juntos! Nele, o co-apresentador Bob Hirshon e Caroline Nickerson discutem alguns dos inspiradores trabalhos de ciência cidadã realizados sob os auspícios da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA).

Ouça aqui: Ciência cidadã: Histórias de ciência que podemos fazer juntos!


O Serviço Nacional de Meteorologia (NWS) estava fazendo ciência cidadã antes que a ciência cidadã fosse legal. Em 1890, o NWS lançou seu Programa de Observadores Cooperativos, com dados meteorológicos coletados via telégrafo de agricultores e outros observadores meteorológicos voluntários em todo o país. E esse trabalho foi antedatado por cientistas cidadãos notáveis ​​como Thomas Jefferson e George Washington, que diligentemente coletaram e compartilharam dados meteorológicos cem anos antes.

Os observadores do Weather Bureau coletam dados meteorológicos fora de Ephraim, Utah. Esta imagem sem data foi obtida de uma velha lâmina de lanterna de vidro. (Crédito: Família de Thomas D. Whitely, da coleção NWS da NOAA)

Hoje, o NWS opera sob os auspícios da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) e é apenas uma parte de uma enorme rede de programas de ciências físicas que incluem 41 programas ativos de ciência cidadã. Eles apóiam esforços de pesquisa não apenas em clima, mas também no rastreamento de detritos marinhos, proteção de espécies ameaçadas, monitoramento das mudanças climáticas, mapeamento do campo magnético da Terra e outras áreas de estudo científico relacionadas ao ar e à água do planeta.

NCEI: Biblioteca de Dados da Terra

Mais de 37 petabytes de dados ambientais coletados por cientistas amadores e profissionais residem no Centro Nacional de Informações Ambientais (NCEI) da NOAA.

“Há muitos dados em nosso arquivo”, diz Katie Palubicki, coordenadora de divulgação do NCEI. “Geralmente dizemos que coletamos dados desde a superfície do sol até o fundo do oceano.” É trabalho de Katie tornar esses dados acessíveis ao público. “Há realmente uma enorme quantidade de usuários para nossos dados e tentamos torná-los o mais acessível e utilizável possível para todos esses grupos de usuários. Então, você sabe, um aluno da quinta série poderá usar nossos dados, mas também um aluno de Harvard professor.”

O sonar multifeixe a bordo da NOAA cria mapas 3D do fundo do oceano e dos leitos dos lagos (Crédito: NOAA)

Os educadores contam com o NCEI para ajudá-los a demonstrar a relevância e o valor da ciência que estão ensinando em sala de aula. O consultor de comunicações do NCEI, Trinity Foreman, ajuda a adaptar os dados para uso pelos professores.

“Temos uma guia para educação onde pegamos algumas de nossas ferramentas de dados mais acessíveis e as enquadramos para que sejam fáceis de entender”, explica Foreman. Isso inclui atividades práticas e animações, incluindo uma ferramenta de tsunami interativa particularmente popular. “É um lapso de tempo de todos os tsunamis que aconteceram na Terra. É realmente divertido para qualquer um, onde você pode escanear para frente e para trás e ver os tsunamis como eles acontecem neste cenário digital.”

Palubicki acrescenta que os membros do público que têm dúvidas ou precisam de ajuda para usar os recursos de dados do NCEI podem solicitar ajuda de seus representantes de atendimento ao cliente enviando um e-mail para NCEI.info@NOAA.gov. “Alguém vai entrar em contato com você e ajudá-lo a acessar os dados específicos que você precisa”, diz ela. “E mesmo em alguns casos, podemos conectá-lo diretamente com o cientista que gerencia esses dados ou que até coletou esses dados e realmente fornece um ótimo recurso em seus interesses”.

Fazendo algo sobre o clima

Nem a neve, nem a chuva, nem o calor, nem a escuridão da noite podem impedir que os robustos voluntários do programa CoCoRaHS completem suas rodadas designadas. Na verdade, isso os motiva. CoCoRaHS significa Community Collaborative Rain, Hail, and Snow Network e seus voluntários baseados nos EUA e Canadá medem e relatam a precipitação, fornecendo dados locais muito necessários para a NOAA.

Voluntários da Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network (CoCoRaHS) instalam pluviômetros e coletam dados de precipitação usados ​​pelo Serviço Nacional de Meteorologia (Crédito: CoCoRaHS)

Melissa Griffin é a climatologista estadual assistente do Escritório Estadual de Climatologia da Carolina do Sul e também a coordenadora estadual do CoCoRaHS na Carolina do Sul. Ela diz que o programa surgiu de uma inundação desastrosa no Colorado.

“Foi inicialmente estabelecido como uma espécie de pesquisa de balde em 1997 após a enchente de Fort Collins”, explica ela. “Foi iniciado pelo Colorado Climate Center, apenas tentando descobrir as chuvas que levaram a essa inundação devastadora na área”.

Os dados fornecidos pelos voluntários foram tão úteis que outros estados começaram a inscrever seus próprios entusiastas do clima, de todas as idades e origens.

“Temos grupos escolares e salas de aula que monitoram o clima e informam diariamente”, diz ela. “Mestres jardineiros, fazendeiros, funcionários aposentados do NWS, funcionários atuais do NWS. Qualquer um que pareça ter interesse no clima é um candidato perfeito para este programa em particular.”

Meteorologistas, climatologistas, gerentes de emergência, hidrologistas e outros confiam nos dados da NOAA, portanto a precisão e a confiabilidade são críticas. Matt Menne trabalha no escritório do NCEI da NOAA em Asheville, SC, e é Diretor do World Data Center for Meteorology. Ele supervisiona vários conjuntos de dados que alimentam essa rede global, CoCoRaHS entre eles. Menne diz que, embora os voluntários do CoCoRaHS sejam amadores, há tantos deles que podem ajudar a melhorar a qualidade dos dados fornecidos pelos observadores oficiais do NWS.

“Se você tem uma rede muito esparsa e de baixa densidade, e obtém um desses totais realmente altos, pode ser difícil estabelecer realmente que é um valor legítimo”, explica ele. “Mas quando você tem muito mais observações, então você tem muito mais confiança nos totais de toda a rede. Observações do Serviço Meteorológico.”

Medindo a Personalidade Magnética da Terra

O campo magnético da Terra é visível apenas na forma da aurora boreal e da aurora austral, mas torna sua presença conhecida de várias maneiras. Muitos organismos, incluindo pássaros, borboletas, tartarugas marinhas e até bactérias, o utilizam para navegação e orientação. Os seres humanos também dependem do geomagnetismo para navegação e, como o campo magnético flutua, manter o controle sobre ele é fundamental para transporte, defesa e muitas outras preocupações.

A NOAA envia alertas aos educadores e ao público em geral quando se espera que uma atividade solar incomum produza exibições de aurora boreal mais ao sul do que o normal. (Crédito: NOAA)

O NCEI mantém o World Magnetic Model, um produto conjunto dos governos dos Estados Unidos e da Grã-Bretanha. É usado por militares dos EUA, britânicos e da OTAN, bem como sistemas de navegação civis por empresas como Google e Apple.

Juntamente com os dados fornecidos por satélites e estações terrestres, o World Magnetic Model também conta com dados de cientistas cidadãos, por meio do projeto CrowdMag. Manoj Nair, cientista de pesquisa da Universidade do Colorado e do NCEI, explica que o CrowdMag começou há dez anos, por meio de um projeto conjunto entre NCEI, Apple e Google. Os telefones celulares têm magnetômetros, e tanto a Apple quanto o Google contam com o World Magnetic Model para seus aplicativos de navegação.

“Então, tivemos a ideia de trabalhar com eles, e por que não tirar esses dados deles e reunir os dados… e criar um modelo de campo magnético criado pela ciência cidadã do campo interior da Terra?” explica Nair. “E conseguimos, até certo ponto; agora somos capazes de criar um modelo de campo magnético da Terra puramente a partir de dados de ciência cidadã.”

O aplicativo CrowdMag que eles criaram coleta seus dados passivamente; os usuários simplesmente baixam o aplicativo e o ligam, e ele coleta dados magnéticos sem intervenção do usuário. Os usuários podem manter os dados privados ou compartilhá-los com a NOAA.

Além de ajudar a calibrar telefones celulares, os dados do CrowdMag têm usos educacionais e de pesquisa. Judy Hadley, uma cientista cidadã em Lincoln, RI, usou o CrowdMag para um projeto de aula de geologia.

O aplicativo CrowdMag da NOAA usa magnetômetros de celular para medir o campo magnético da Terra (Crédito: NOAA/NCEI)

“E o tema que decidi seguir é a nossa rocha estadual, que é a cumberlandita, e é muito magnética”, explica ela. “Então, eu queria ver se eu poderia pegar meu telefone e usar o aplicativo CrowdMag e caminhar em uma determinada área e ver se ele mostrava uma linha de fronteira com o sinal magnético que voltou.” Hadley ficou surpresa quando olhou online para os pontos de dados que mapeou. “Ele mostrou isso tão claro como o dia, e foi isso que realmente me fez continuar. Foi realmente muito emocionante ver isso neste aplicativo.”

Brian Meyer é gerente de dados do NCEI e especialista em divulgação para o projeto CrowdMag. “Você pode combinar suas atividades gerais do dia a dia, caminhadas, ciclismo, caminhada, corrida, todas as coisas que o fazem sair e se mover que você gosta de fazer, você pode fazer tudo isso. Ao mesmo tempo em que contribui para a ciência ao fazer nossos mapas e nossa compreensão do campo magnético da Terra muito melhor”, diz ele. “Você poderia fazer tudo isso, de forma muito simples e não podemos nem dizer o quanto gostaríamos disso.”

Você quer mais?

Outros programas populares de ciência cidadã da NOAA incluem Caderno da Natureza, ISeeChange, Tempo Antigo e Rastreador de Detritos Marinhos, entre outros. Além disso, em parceria com o SciStarter, a NOAA está em parceria com 20 centros científicos para envolver o público na ciência cidadã e no planejamento de resiliência em quatro riscos climáticos: calor extremo, precipitação extrema, aumento do nível do mar e seca. Saiba mais sobre esse programa em https://scistarter.org/noaa.

Este podcast é trazido a você todos os meses pelo SciStarter, onde você encontrará milhares de projetos, eventos e ferramentas de ciência cidadã! Está tudo em SciStarter.org. Se você tiver alguma ideia que queira compartilhar conosco e qualquer coisa que queira ouvir neste podcast, entre em contato conosco em info@scistarter.org.



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