2022年6月13日
那棵树上有雪吗? 公民科学有助于揭示雪对夏季供水的影响
在188金宝搏下载址研究人员创建的一个公民科学项目中, 参与者观看了来自科罗拉多州和华盛顿州的延时照片，并标注了树枝上有雪时拍摄的照片. 这里显示的是一个延时图像从相机上 AmeriFlux塔 在科罗拉多州尼沃特岭. 此图像存档于 PhenoCam网络 这是公民科学家在这个项目中分析的图像之一.AmeriFlux塔
山上的雪不仅仅适合滑雪, 雪鞋旅行和令人惊叹的景色. 它形成的积雪最终会融化, 这些水可以用于水力发电, 灌溉和饮用水.
为记者
研究人员希望根据积雪来预测今年晚些时候188金宝搏下载址会得到多少水. 但在森林地区，树木会影响计算. 当飘落的雪被树木拦截时, 它有时永远不会落到地面上, 目前的模型很难预测未来会发生什么.
为了改进模型并研究这些被拦截的雪发生了什么, 188金宝搏下载址的研究人员创建了一个名为 雪测位仪. 参与者观看了来自科罗拉多州和华盛顿州的延时照片，并标注了树枝上有雪时拍摄的照片. 这些信息让188金宝搏下载址第一次了解到雪树之间的相互作用在不同气候下是如何变化的，以及这如何影响夏季供水的预测.
这个团队 发表了这些发现 5月18日AGU水资源研究.
“We, 作为滑雪者或雪地爱好者, 我知道科罗拉多的雪和华盛顿的雪是完全不同的. 但, 直到现在, 一直没有一种简单的方法来观察这些差异是如何在树冠层中发挥作用的,首席作者说 卡西Lumbrazo她是188金宝搏下载址土木与环境工程专业的博士生. “这个项目利用志愿者来获得188金宝搏下载址这些差异的一些硬数据. 另一个好处是，它向188金宝搏下载址的志愿者介绍了研究是如何进行的，以及雪水文是什么.”
被树木捕获的雪有三种可能的情况. 它可能会以雪的形式落到地面，增加目前的积雪. 它可能会被风吹走，变成水蒸气，因此不会给积雪增加任何东西. 或者雪会融化，滴到地上, 哪一个, 视情况而定, 可能增加或不增加积雪的总水量.
目前描述这些过程的数学模型的一个问题是，研究人员不知道时间——在一年的过程中, 树上多久下一次雪, 以及发生了什么? 以及这个时间在不同的气候下是如何变化的.
但是延时相机可以通过每小时拍照来记录偏远地区发生的事情, 多年来的每一天, 创建一个巨大的图像数据集.
这就是公民科学家的用武之地. “观雪者”向志愿者展示了一张照片，并问他们:“树枝上有雪吗??然后志愿者们选择“是”、“不是”、“不确定”或“太黑了”，然后继续下一张照片.
使用雪测位仪, 共6个,700名公民科学家扫描了13个,来自美国西部多个地点的600张照片. 该团队在这项研究中重点研究了四个地点:霍珀山, Washington; Niwot Ridge, 科罗拉多州; 而且 two different sites in Gr而且 Mesa, 科罗拉多州.
当项目开始的时候, 我认为没有人真正知道它会有多成功,隆布拉索说, 他目前在挪威做研究，作为 山谷奖学金 & 斯堪的纳维亚交流计划. “但公民科学家处理这些图像的速度非常快，以至于188金宝搏下载址一直没有可供人们分类的图像. 188金宝搏下载址收到的反馈说这项任务真的很轻松. 公民科学家可以在动物宇宙应用程序中调出这些照片，他们只需要坐在沙发上，快速点击浏览.”
公民科学家经常参与他们正在分类的照片, 例如, 叫出出现在画框里的动物. 这里显示的是一名参与者在图像的右下角指出一只鸟的截图.Screenshot: 188金宝搏下载址; image from the AmeriFlux塔
每张照片都有9到15个不同的志愿者进行分类, 志愿者们在95%到98%的时间里是一致的. 从那里, 研究人员可以拼凑出每个地点一年中树上积雪的样子.
“188金宝搏下载址的数据显示了雪的差异，”隆布拉索说. “你可以看到华盛顿的雪是如何在树冠上凝固，永远不会离开, 你在雪地上滑雪的感觉是什么. 与科罗拉多州的雪相反，那里经常下雪，但被风吹走了. 天气干燥，尘土飞扬.”
研究人员使用这个数据集来评估当前的雪模型. 然而，有一个限制是，目前研究小组只知道雪何时出现在树上. 这种方法并没有说明树上有多少雪, 另一个组件需要使模型更好.
“但一个不存在的限制是愿意处理这些图像的公民科学家的数量,隆布拉索说. “188金宝搏下载址已经为学生签署了无数个志愿小时, 他们甚至会就某些图像进行一些很好的讨论，这变得更像是一场科学对话.”
除了, 这些志愿者生成的数据集可以用来训练机器学习算法，在未来对图像进行分类, 研究小组说.
研究人员正在努力扩大他们的图像数据集，包括来自世界各地的照片，这样他们就可以继续了解不同的气候和降水模式是如何影响积雪的, 这也有助于使模型更准确.
其他合著者包括 安德鲁·班尼特 而且 威廉·"瑞安"·柯里尔, both of whom completed this research as 188金宝搏下载址 civil 而且 environmental engineering doctoral students; 而且 巴特Nijssen 而且 杰西卡伦德奎斯特他们都是188金宝搏下载址土木和环境工程教授. 雪测位仪是由 马克斯不好, 作为188金宝搏下载址土木与环境工程专业的本科生，谁开始了这个项目. 这项研究由国家科学基金会和史蒂夫和西尔维娅·伯吉斯捐赠的总统奖学金资助.
欲了解更多信息，请联系Lumbrazo，他目前正在中欧时间 lumbraca@uw.edu.
批准号:CBET-1703663
标签: 卡西Lumbrazo • 工程学院 • 民政局 & 环境工程 • 杰西卡伦德奎斯特
