通过冲浪板鳍上的传感器监测气候变化

戴夫冲浪的照片

来源:©Smartfin

冲浪者在海洋中度过了很多时间,所以为什么不让他们帮助研究它呢?

菲尔•布雷斯纳汉解释说:“我是一个喜欢冲浪的人……呃,我犹豫或不愿意接受冲浪者的头衔。”“大多数自称冲浪者的人几乎每天都在冲浪,而且经常一次冲浪三四个小时。相比之下,我真的是个业余爱好者。”

很少有人比冲浪者在海洋中花费更多的时间,这使他们处于一个理想的位置,以扩大我们对这一独特环境的了解。manbetx手机客户端3.0, 2020年7月,p15)。布雷斯纳汉是Smartfin项目该项目旨在利用冲浪者与他们的第二个家之间的联系,将传感器安装到冲浪板上,以收集海洋变暖的关键数据。

很少有人比冲浪者花更多的时间在海洋上,把他们放在一个理想的位置扩大我们对这个独特环境的了解。布雷斯纳汉是Smartfin项目该项目旨在利用冲浪者和他们的第二个家之间的联系,在冲浪板上安装传感器,收集海洋变暖的关键数据。

布雷斯纳汉刚刚从美国斯克里普斯海洋研究所搬到北卡罗莱纳大学威尔明顿分校担任教授。他本科学习化学工程,博士学习化学,之后转入海洋学领域。这种转变是由于人们对气候变化和海洋酸化的担忧,以及在传统科学背景之外分享研究成果的迫切需求。

他解释道:“读研究生几年后,我意识到,除了研究和出版,还有很多事情在发生。”“现在这么说似乎有点傻,但我越来越清楚,我需要与社区建立更多的联系。”

站立的科学

布雷斯纳汉开始对一些项目进行修补,这些项目将科学追求与更多的运动和社会活动结合起来,最终形成了一个“笨拙而复杂”的海洋化学监测尝试,将氧气和pH传感器集成到一个站立式冲浪板中。

布雷斯纳汉笑着说:“我们花了一段时间才把它改造成可以在水中移动冲浪板的形状,因为它太重了。”“我们刚开始的时候真的很糟糕。但经过多年的合作,我们通过与一名机械工程师合作,对其进行了改进,这名工程师以技术人员的身份加入了实验室。”

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智能鳍可以提高冲浪者的稳定性,同时还可以收集有关海洋温度和运动的数据

几年后,当布雷斯纳汉加入Smartfin团队时,他的想法又复活了。该团队邀请公民科学冲浪爱好者通过嵌入冲浪板的技术收集环境数据。传统上,冲浪板的鳍被安装在板的尾部,以提高冲浪者的控制和方向稳定性;智能鳍可以完成所有这些工作,还可以为科学家提供数据。

改造后的鳍片收集海洋温度、运动和GPS位置的数据。从海洋回来后,冲浪者可以上传用智能手机捕捉到的数据,几乎可以立即提供给研究人员和沿海社区,让他们更好地了解海洋健康趋势。

传感和传感器可靠性

在beta测试之后,该团队正专注于开发用于长板的鳍片——长板比短板浮力更大——以最大限度地提高GPS传输(如果传感器在水面以下,GPS传输可能会丢失)。

布雷斯纳汉解释说:“与之前的设计相比,我们已经将成功定位GPS的数量放大了大约40倍。”这对研究人员来说是非常有益的:“没有科学家能够在没有位置的情况下用温度时间序列做很多事情。”

运动传感器最初是为了冲浪者的利益而安装的,但通过将机器学习算法应用于运动数据,Smartfin团队可以开始收集有关冲浪区波浪类型的数据。

Bresnahan的博士项目主要研究pH传感器。虽然这些数据将是无价的,但传感器通常是昂贵的,难以校准和笨重的——还记得那个冲浪板吗?-所以在它们被常规地包括在鳍上之前,还需要更多的发展。该团队还计划在未来加入光学传感器,以检测叶绿素荧光和溶解氧含量等化学信息,以及测量浊度。

一个2017试点项目在圣地亚哥的一次试验中,研究小组确认了冲浪板收集的数据的质量,探索了冲浪板可以填补传统传感器提供的数据的地理空白的方法,并研究了建立公民科学家参与社区的最佳方法。对于Bresnahan来说,冲浪者、科学家和社区之间的联系是显而易见的。

他解释说:“在我研究生涯的最初几年,我会在假期里和朋友们谈论我的一些研究,人们在听了不多久关于海洋和人为碳排放的讨论后,眼睛就呆滞了。”“现在我回家或和附近的人谈论我的工作,人们听了都很高兴——他们想了解更多,他们有非常有趣的问题。”