这款应用将你的手机变成太空天气预报工具

在我们开始新的一天之前，我们几乎会本能地拿出手机并打开天气应用，看看是否应该带伞或太阳镜。但一些科学家已经开发出一种软件，可以让你告诉应用当地的天气情况。

苏黎世联邦理工学院的研究人员与欧洲航天局合作开发了 Camaliot，这是一款利用智能手机位置数据来改善实时天气预报研究的应用程序。该众包平台于 3 月 17 日推出，允许公众参与收集信息，并帮助科学家创造更好的天空监测方法。目前，该应用程序仅适用于 Android 设备。

Camaliot 本质上将您的手机变成了天气监测数据的接收器。该应用程序使用移动技术从全球导航卫星系统 (GNSS) 收集大量原始数据，GNSS 是一组提供地理空间定位数据的卫星，俗称 GPS。当这些卫星信号将 GPS 数据传送到地球时，它到达地面接收器（如您的手机）所需的时间可用于检测大气中的水蒸气量。数据传输所需的时间越长，意味着空气中的水蒸气可能越多，从而减慢信号速度。

在应用程序运行时，这些被水改变的信号会传送到 Camaliot 位于瑞士的服务器上，最终用于机器学习算法，这些算法被编程用于预测天气，比如降雨量。当数据经过一场酝酿中的暴雨，并因水分而变慢时，人工智能可以通过上传的数据了解该地区的降雨量。

该应用程序还可用于改进地球大气层以外的天气预报。由于 GNSS 数据也可用于低地球轨道，Camaliot 的数据可帮助科学家建立太空天气预报，这是一项至关重要的功能，因为太阳耀斑等宇宙事件可能会对我们的卫星和通信网络造成损害。

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由于苹果的 iOS 系统限制，Camaliot 无法访问原始 GPS 数据，因此该应用目前无法在 iPhone 或台式机系统上使用。不过，该应用可在 50 款 Android 设备上免费使用，也可以从 Google Play 商店下载。

目前的天气监测和预报模型价格昂贵，而且准确度参差不齐。因此，苏黎世联邦理工学院的团队想到了利用数十亿人现在随身携带的强大、紧凑的机器。Camaliot 项目科学家 Benedikt Soja 表示，智能手机为空间天气研究人员带来了新的机会。

“传统上，如果你使用 GPS 测量来研究大气科学，那么这些测量只能在世界各地非常选定的地点进行记录，”苏黎世联邦理工学院空间大地测量学助理教授索亚说。“而且这些 GPS 站点网络中存在很多巨大的空白。”

一个气象站的成本可能高达数千美元，而且只能安装在地球上空的一个位置。而手机可以全天候提供全球范围内的地理位置数据，比遥远的卫星能够覆盖更广泛的地球局部天气现象网络。

但依赖智能手机也存在问题。在众包活动开始的头几天，该应用程序的服务器多次崩溃，部分原因是登录贡献数据的人数太多。（网站崩溃和带宽故障是大型众包项目的常见现象）。现在，在其为期四个月的活动的第二个月，该应用程序拥有超过 9,000 名用户，迄今为止已进行了超过 90 亿次 GNSS 测量。

它是如何工作的？

为了了解收集天气数据有多么容易，我很好奇，亲自尝试了 Camaliot。以下是我发现的情况：

下载应用程序并创建帐户后，Camaliot 主页会建议您在窗户附近找到一块平坦的表面，但任何可以清晰看到天空的地方都可以放置您的设备。我将手机放在客厅窗户附近，通常大多数晚上都能清晰地看到天空。单击“开始记录”按钮将开始会话，应用程序将根据质量和分布或手机迄今为止收集的观测数量开始测量手机的 GNSS 信息。您可以运行会话几秒钟到几个小时，无论您将其打开多长时间都没有关系。当您想结束时，可以单击“停止记录”按钮以结束数据收集。

然后，用户可以选择立即或稍后上传数据。如果他们选择后者，信息将保存在他们的设备上，直到他们决定分享为止。请记住，数据文件保存到手机的存储空间中，因此，如果您的手机空间不大，您可能希望尽早发送信息。不过，我确实注意到，Camaliot 占用的空间比我的其他应用程序少得多，只有 52 兆字节，而 Instagram 应用程序则有 221 兆字节。该应用程序还设有一个排行榜，这是一个非常有趣的功能，用户可以在其中看到他们上传的数据捕获量与其他人收集的测量值相比如何。

尽管没有一些让应用程序如此用户友好的花哨功能也可以收集卫星信息，但索亚表示，采取更具互动性的方式可以鼓励人们加入并积极参与该项目。

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“如果游戏化元素真的存在，那么它确实会增加互动，并且大大增加人们收集更多数据的可能性，”Soja 说。在撰写本文时，我自己的排名并不值得大书特书。无论是试图超越其他用户还是提高自己的分数，我都必须承认，增加的竞争让使用该应用程序变得有趣，既有趣又有趣。对于那些致力于击败竞争对手的人，你可以赢得奖品。收集大量数据的人可以将亚马逊代金券和新手机带回家。

尽管扩展该应用程序的计划仍在进行中，但索亚表示，他想象随着时间的推移，众包的公民科学项目将在太空天气以外的更多研究领域得到广泛普及。

“尽管我们的项目尚未完成，但我们希望保持应用程序的运行，并继续利用数据为更好的预测做出贡献，”他说。据 Soja 称，总体成功意味着他们的数据被用于新闻和天气频道中常见的大型预测模型。

事实上，我们可能还需要数年时间才能创造出人类最精确的太空监测工具，但就目前而言，这里有一个应用程序可以实现这一点。