Kredit:CC0 Public Domain
På AGU:s höstmöte, det framstående internationella mötet för jord- och rymdvetenskap, forskare avslöjade världens största databas med extremt låg frekvens (ELF)/Very Low Frequency (VLF) data. Open access-databasen heter WALDO, som står för Worldwide Archive of Low-frequency Data and Observations. Forskare kommer att kunna få tillgång till nästan 1000 terabyte (TB) data för att ytterligare vetenskapliga ansträngningar inom områden som rymdväder, jonosfärisk fjärranalys, jordbävningsprognoser, och underjordisk prospektering. Rymdvädereffekter kan producera allt från vackra norrsken på natthimlen till destruktiva effekter på elnät och satelliter, så både vetenskapsmän och ingenjörer är motiverade att förstå dem och i slutändan förutsäga dem.
Arbetet med att bevara hundratals terabyte ELF/VLF elektromagnetiska vågmätningar och öppna det för forskare över hela världen är ett gemensamt projekt från Stanford University, Georgia Institute of Technology och University of Colorado Denver med stöd från National Science Foundation och Department of Defense.
"Det är spännande att vi sparat denna data under alla dessa år eftersom det just nu är den tid då det blir som mest värdefullt med framsteg inom datorkraft, Big Data-algoritmer och artificiell intelligens, sa Mark Golkowski, Ph.D., professor i elektroteknik, Ingenjörshögskola, Design och datoranvändning, CU Denver.
Golkowski och Morris Cohen, Ph.D., docent vid School of Electrical and Computer Engineering vid Georgia Tech initierade WALDO-projektet som kulmen på ett arv som började i Stanford efter andra världskriget. Professor Robert Helliwell var pionjär inom området och användningen av stora antenner för att fånga lågfrekventa radiovågor på avlägsna platser som Antarktis och Alaska för att studera den komplexa fysiken i rymden nära jorden. Helliwell i Stanford skickade så småningom facklan till professor Umran Inan, som fungerade som rådgivare till Golkowski och Cohen när de var studenter i hans forskningsprogram.
"Om det är något som vår rådgivare ingjutit i oss, det var heligheten av högkvalitativa vetenskapliga observationer och vikten av att bevara dem." säger Golkowski. "Tyvärr, den här typen av arkivarbete läggs ofta på sparlåga och det är först senare som folk säger, "om vi bara hade data från 10 år sedan, vi skulle veta om detta var en anomali eller inte.' Att förlora data är som att bränna biblioteket i Alexandria. När det är borta, det är borta."
I åratal, forskare har överfört data från magnetband till cd-skivor till dvd-skivor, eftersom avancerade och föråldrade lagringsmetoder har hotat data. Tillkomsten av massiv molnlagring har den extra fördelen att data blir tillgänglig för forskare över hela världen.
Genom insatser från Golkowski och Cohen och deras elever, nästan 80, 000 DVD-skivor med data laddas upp till molnet. Vid tidpunkten för mötet, 200 TB data laddas upp, med ytterligare 800 TB kvar.
Även om de flesta data är från de senaste 20 åren, vissa inspelningar går tillbaka till 1970- och 80-talen.
WALDO kommer också att vara ett levande förvar, fånga pågående data som samlas in av Georgia Tech och University of Colorado Denver. Till exempel, data som samlats in under den stora amerikanska solförmörkelsen 2017 kommer att vara allmänt tillgänglig.
"Inspelningarna fångar en ögonblicksbild av jordens snabbt föränderliga atmosfär och rymdmiljö, Därför är ansträngningen att behålla den data vi redan har avgörande för framtida forskning. "Det har visat mig den ansträngning som krävs som civilisation för att inte förlora det förflutna, ", säger Cohen. "Det råder ingen tvekan om att data om WALDO är ett register över planetens förflutna och kan informera om dess nutid, alla som har erfarenhet av dataanalys vet att man ofta måste kamma igenom mycket buller och svaga observationer för att hitta pärlan som kommer att föra fram kunskap."
"Detta var inspirationen till "WALDO"-namnet baserat på barnens seriefigur som alltid gömmer sig bland massorna i sin karaktäristiska tröja, säger Golkowski.
Golkowski och Cohen hoppas att öppnandet av databasen kommer att inspirera till nya upptäckter och nya användningsområden för datamängderna. Ständig förbättring av beräkningskraft och dataalgoritmer kommer utan tvekan att spela en roll.
"Vi har en känsla av de kända okända. Men vem vet vilka många okända okända som fortfarande finns där ute. Genom att göra denna information offentlig, vår förhoppning är att andra forskare ska använda dessa datamängder på sätt som vi inte har föreställt oss ännu, sa Cohen, som tillämpade WALDO-data och fann att signaler vid 60 Hz och dess övertoner – det irriterande bruset som kommer från elnät – kan användas som diagnostik för elnät och cybersäkerhetssystem.
På CU Denver, Golkowski har använt ELF-observationer av blixtar för att diagnostisera den övre nedre atmosfären, vilket på sikt kan förbättra kommunikationssystemen.
"Till sist!", skämtade Cohen, "vi har ett svar på frågan "Var är WALDO?"