荷兰推广市民科学项目 智能手机测量大气尘埃

尘埃粒子地图。

据《科学日报》报道，近日荷兰上千名市民参与了一个市民科学项目，他们利用自己的智能手机加上荷兰莱登大学iSPEX 科研小组研发的手机附件，对天空进行拍摄测量从而提供了大气层里尘埃粒子的精确数据，这为专业测量增添了宝贵的信息。这个由荷兰莱登大学的法兰斯·斯尼克（ Frans Snik）带领的iSPEX研究小组分析了2013年3天里获得的所有测量结果，结合这些数据绘制成了荷兰上空独特的尘埃粒子地图。这些结果与基于地面的测量网络和卫星设备的结果相符合，有些精确度甚至还远超后者。

这张iSPEX地图空间分辨率小至2千米，它还填补了现有基于地面的大气测量网络里的盲点。展示iSPEX项目第一批结果的这篇科研文章被发表在期刊《地球物理研究快报》上。

iSPEX小组研发了一种新型大气测量方法，它主要利用的是智能手机照相机的一个低成本附加组件。iSPEX应用程序指导被试者在利用手机内置照相机拍摄照片时通过附加组件扫描蓝色天空。这些照片会记录光谱和阳光的线性极化，后者是因为悬浮的尘埃颗粒散射而成的，因此包含这些粒子特性的信息。虽然这类特性非常难测量，但科学家们需要获得有关大气粒子更多的知识以理解它们对健康、气候和空中交通所产生的影响。

整个荷兰有上千名被试者在2013年万里无云的三天内进行了iSPEX测量。这项大规模市民科学实验使得iSPEX小组可以证实这种最新测量方法的可靠性。

在对每一个递交的数据点进行严格的质量评估后，科学家们对有限时间内特定地区记录的测量结果求平均值以获得足够的精确性。随后这些数据被转化为一个与大气粒子总量相关的标准量——气溶胶光学厚度（衡量光在气溶胶里分散和吸收的物理量，简称AOT）。iSPEX AOT数据与来自卫星和位于荷兰Cabauw的AERONET地面基站的数据旗鼓相当。在某些具有较高测量密度的地区，iSPEX地图甚至可以识别比卫星数据更小的细节。

研究带头人斯尼克表示：“这证明了我们的最新测量方法是有效的。但iSPEX的最大优势在于它的测量哲学：确立了一个市民科学网络，其中包含上千名热情的志愿者积极的进行户外测量。通过这种方式，我们可以在没有专业设备的时间和/或地点收集有关大气粒子的宝贵信息。这些结果甚至比我们预期的更加精确，这将促进进一步的研究和发展。我们正在调查我们可以从iSPEX数据里提取有关大气粒子更多信息的程度，例如它们的大小和组成成分。当然，我们想要组织更多次市民参与的测量实验。”

通过在国际Light2015 年获得的支持欧洲公共活动的拨款，iSPEX科研小组正在为这一项目扩展至国际做准备。这一扩展将提供国内和国际组织参与该项目的机会。斯尼克表示：“我们的最终目标是确立一个市民科学家的全球网络，所有市民都可以提供测量结果，为研究污染型大气粒子的来源和产生的社会效应做出贡献。”

(责编：吕文宝)