在此類別的挑戰中,您需要針對NASA的數據資料進行分析,以協助監測會危害健康的天然災害和自然現象,評估其對人身和財物安全的影響。
本類別中共有四個挑戰題目。
註: 挑戰題目當中提到的永續發展目標 (SDG) 均與此文件有關聯。http://spaceappstaiwan.americancorner.org.tw/uploads/2/0/7/5/20752986/sdg.pdf
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山崩的侵襲
When Landslides Strike
挑戰
設計一項操作方便的工具,幫助民眾取得及了解山崩的相關資訊,並且讓民眾可將自己的觀測資料上傳,供災害應變人員使用。
背景:
山崩是世界上最常見的災害之一,在2007年至2010年間,已在70個國家造成11500人死亡[1]。引發山崩的主因多半是密集及持續的降雨,使得山坡上脆弱鬆軟的土壤吸收過量雨水,導致坍塌。然而,發生山崩的地點,並非總是在原來受到極端降雨襲擊的區域。氣象預報能幫助預測山崩的發生,而研究過往的山崩災害資料更有助於精準的評估山崩潛勢。
美國太空總署設置了全球山崩資料庫(Global Landslide Catalog, GLC),目的是要記錄在世界各地由降雨所引發的山崩事件,無論規模大小、影響層面和發生地點。GLC針對各種降雨所引發的土壤移動事件進行資料蒐集,將所有媒體報導、災害資料庫、科學報告和其他資訊整理建檔。
這些重要的山崩數據資料若能讓民眾更輕易取得,更容易理解,將可發揮更大的效用。您的挑戰便是設計一項具備視覺化和群眾外包功能的工具,讓使用者能取得並了解各項土石崩塌的數據資料,並且輕鬆上傳自己的觀測資料。這項工具務必是操作便利的,讓民眾以及災害應變人員可以輕鬆的取得並了解各項資訊。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
考量重點:
在您設計工具的同時,不妨思考以下重點:
NASA Resources
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打火英雄就是你!
And YOU can Help Fight Fires!
挑戰
設計一項群眾參與的工具來進行火災的監控,協助當地消防單位有效應野火的發生。
背景:
由於乾旱現象的增加,氣溫的上升,和人為因素(如森林濫伐)所致,全球各地火災發生的頻率不斷攀升。而這些大火和氣候一樣,日亦極端,規模之大,遠超過國家所能控制的範圍,蔓延速度之快,能在短時間內吞噬掉原始的地貌,摧毀社區聚落,造成立即的傷亡和煙霧污染,危害民眾的健康。
火災的規模之大,常使人無法(1)找出最佳的逃生路徑(2)找出消防和救災車輛進入火場的最佳路徑(3)預測火災災後影響(例如灰燼飄散和土石崩塌)最為劇烈之區域。然而,衛星資料可以觀察到地景的全貌,將這些寶貴資訊,提供給有需要的人士。
請設計一項結合衛星觀測資料和群眾外包功能的工具,讓火災現場附近的民眾協助消防隊員掌握以下重要資訊:
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。
此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
救命!救命!救命!
Mayday, Mayday, Mayday!
挑戰
為一架正在飛越或模擬飛越極地或近極地的班機,計算出其輻射曝露(radiation exposure),並以視覺化的方式呈現計算成果。
背景:
地球常受到宇宙的各種輻射的侵襲,太陽輻射也包括在內。地球的磁場會將大多的太陽輻射 (帶電的高能粒子) 偏折,保護人類,使其不受傷害。然而,在南極和北極,地球的磁場較為薄弱,無法發揮保護作用,輻射加速進入地球的大氣層。
您或許見過電子撞擊大氣層所產生的景象,也就是所謂的北極極光和南極極光。
地面上的民眾有大氣層作為盾牌,得以阻絕輻射照射,然而位於高海拔的民眾,則難逃輻射照射風險。舉例來說,機師和空服人員容易頻繁地接觸到輻射照射,尤其是當他們在極地上空或靠近極地飛行的時候。
您的挑戰就是將某架通過極地或近極地的航機上,空服人員和乘客所接受的輻射照射量以視覺化的方式呈現。您可以選擇任何飛經極地或靠近地球磁極的航班,無論是舊有的、現有的或假設性質的航班皆可。請根據飛行當時的極區情況推算出該航線乘客的輻射照射量,並用視覺化的方式呈現計算結果。
考量重點:
Resources
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朵朵浮雲
Every Cloud
挑戰
將惡劣天氣情況的數據資料和當地大氣層中的氣懸膠體分布情況共同繪測出來,找出兩者之間的關連性!
背景:
氣懸微粒,又稱做氣懸膠體,能夠由地球表面向平流層飄浮,最高可達大氣分層中50公里處。這些粒子有些是自然形成,例如火山灰或伴隨地表釋放硫磺氣體而產生的硫酸鹽,有些粒子則是人為活動排放的,像是燃燒農用廢棄物清理農地時產生的黑碳,或燃燒化石燃料時所釋放出來的硫酸鹽[1] 。
大氣中的氣懸膠體會引發不同的重要作用,包括做為造雲的「種子」。氣懸膠體的種類、數量、以及環境條件,決定隨後形成的雲種,並影響氣候。舉例來說,在某些情況中,大量的氣懸膠體可以延長雲朵的生命週期,使得豪大雨發生的機率更為頻繁,造成水患[2]。另一種情況則是在容易產生雷雨的環境中增加氣懸膠體的數量,將會增加龍捲風出現的機率[3]。
您的挑戰就是將全球惡劣天氣情況的數據資料和大氣層中的氣懸膠體來源共同繪測出來,並找出這些氣懸粒子和環境衝擊之間的潛在關聯性。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
考量重點:
[1] “Aerosols: Tiny Particles, Big Impact.” Earth Observatory, National Aeronautics and Space Administration. Website Accessed April 2017. https://earthobservatory.nasa.gov/Features/Aerosols/
[2] Chakraborty, S., et. al. “Relative influence of meteorological conditions and aerosols on the lifetime of mesoscale convective systems.” Proceedings of the National Academies of Sciences. 2016. 113(27): 7426-7431.
[3] “The power of particles: Can smoke spark severe tornadoes?” Earthdata: Powered by EOSDIS, National Aeronautics and Space Administration. Website Accessed April 2017. https://earthdata.nasa.gov/user-resources/sensing-our-planet/the-power-of-particles
NASA ResourcesOther Resources
本類別中共有四個挑戰題目。
註: 挑戰題目當中提到的永續發展目標 (SDG) 均與此文件有關聯。http://spaceappstaiwan.americancorner.org.tw/uploads/2/0/7/5/20752986/sdg.pdf
=====================================================
山崩的侵襲
When Landslides Strike
挑戰
設計一項操作方便的工具,幫助民眾取得及了解山崩的相關資訊,並且讓民眾可將自己的觀測資料上傳,供災害應變人員使用。
背景:
山崩是世界上最常見的災害之一,在2007年至2010年間,已在70個國家造成11500人死亡[1]。引發山崩的主因多半是密集及持續的降雨,使得山坡上脆弱鬆軟的土壤吸收過量雨水,導致坍塌。然而,發生山崩的地點,並非總是在原來受到極端降雨襲擊的區域。氣象預報能幫助預測山崩的發生,而研究過往的山崩災害資料更有助於精準的評估山崩潛勢。
美國太空總署設置了全球山崩資料庫(Global Landslide Catalog, GLC),目的是要記錄在世界各地由降雨所引發的山崩事件,無論規模大小、影響層面和發生地點。GLC針對各種降雨所引發的土壤移動事件進行資料蒐集,將所有媒體報導、災害資料庫、科學報告和其他資訊整理建檔。
這些重要的山崩數據資料若能讓民眾更輕易取得,更容易理解,將可發揮更大的效用。您的挑戰便是設計一項具備視覺化和群眾外包功能的工具,讓使用者能取得並了解各項土石崩塌的數據資料,並且輕鬆上傳自己的觀測資料。這項工具務必是操作便利的,讓民眾以及災害應變人員可以輕鬆的取得並了解各項資訊。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標1.5: 在2030年前,增進貧窮及弱勢族群災後的復原能力,並減少極端氣候事件和其他經濟、社會、環境災難事件對這些族群的影響和衝擊。
- 目標11.5: 在2030年前,大幅降低重大災難(例如:水患)所造成的死亡人數和受災人數,並大幅減少這些災害造成的與GDP有關的直接經濟損失,將重點放置在保護貧窮與弱勢族群上。
- 目標13.1: 強化世界各國對於氣候災難和天然災害的災後復原能力與調適能力。
考量重點:
在您設計工具的同時,不妨思考以下重點:
- 您可以設計一個互動式的視覺化工具,可將山崩的數據資料覆蓋到各大地球瀏覽器或地圖網站上。
- 建造一個群眾外包的資料蒐集平台框架:
- 您可以使用GLC現有的各項領域為基準。
- 必須具備操作方便的行動版介面。
- 讓所有使用者能針對單一事件上傳多筆實地觀測資料。
- 讓桌上型電腦用戶可以使用儀表板或具備相似功能的介面來修改資訊(例如插入底圖或更改已輸入的追蹤資訊)。
- 應具備附加照片的功能。
- 您可以使用GLC現有的各項領域為基準。
- 您可以在工具中加入其他選項,進行山崩資料和其他參數的比對。
- 您可將API的山崩資料和降雨量數據進行連結,並和土石崩塌模式進行比對,以增強其效度(API降雨量資料請參考https://pmm.nasa.gov/precip-apps,全球山崩即時監測資訊請參考https://pmm.nasa.gov/applications/global-landslide-model )
- 您可以將山崩數據資料和各項社會經濟數據資料(請參考下列的NASA的SEDAC參考資料)進行比對,以辨識出容易遭受土石流的區域,針對該區進行即時監控,以做出有效的災害應變。
- 您的工具必須具備社群媒體貼文的標籤功能。
- 您可將API的山崩資料和降雨量數據進行連結,並和土石崩塌模式進行比對,以增強其效度(API降雨量資料請參考https://pmm.nasa.gov/precip-apps,全球山崩即時監測資訊請參考https://pmm.nasa.gov/applications/global-landslide-model )
NASA Resources
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打火英雄就是你!
And YOU can Help Fight Fires!
挑戰
設計一項群眾參與的工具來進行火災的監控,協助當地消防單位有效應野火的發生。
背景:
由於乾旱現象的增加,氣溫的上升,和人為因素(如森林濫伐)所致,全球各地火災發生的頻率不斷攀升。而這些大火和氣候一樣,日亦極端,規模之大,遠超過國家所能控制的範圍,蔓延速度之快,能在短時間內吞噬掉原始的地貌,摧毀社區聚落,造成立即的傷亡和煙霧污染,危害民眾的健康。
火災的規模之大,常使人無法(1)找出最佳的逃生路徑(2)找出消防和救災車輛進入火場的最佳路徑(3)預測火災災後影響(例如灰燼飄散和土石崩塌)最為劇烈之區域。然而,衛星資料可以觀察到地景的全貌,將這些寶貴資訊,提供給有需要的人士。
請設計一項結合衛星觀測資料和群眾外包功能的工具,讓火災現場附近的民眾協助消防隊員掌握以下重要資訊:
- 起火處
- 火苗蔓延的方向
- 救災和救火隊進入火場的最佳路徑,以及火場周圍的通行道路
- 協助民眾撤離火場的最佳路徑
- 灰燼和煙霧的飄散
- 水災
- 土石崩塌
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在經濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。
此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標11.5: 在2030年前,大幅降低重大災難(例如:水患)所造成的死亡人數和受災人數,並大幅減少這些災害造成的與GDP有關的直接經濟損失,將重點放置在保護貧窮與弱勢族群上。
- GEO's Global Wildfire Information System (GWIS-beta)
- MODIS and VIIRS fire data for the United States
- USEPA's AirNow
救命!救命!救命!
Mayday, Mayday, Mayday!
挑戰
為一架正在飛越或模擬飛越極地或近極地的班機,計算出其輻射曝露(radiation exposure),並以視覺化的方式呈現計算成果。
背景:
地球常受到宇宙的各種輻射的侵襲,太陽輻射也包括在內。地球的磁場會將大多的太陽輻射 (帶電的高能粒子) 偏折,保護人類,使其不受傷害。然而,在南極和北極,地球的磁場較為薄弱,無法發揮保護作用,輻射加速進入地球的大氣層。
您或許見過電子撞擊大氣層所產生的景象,也就是所謂的北極極光和南極極光。
地面上的民眾有大氣層作為盾牌,得以阻絕輻射照射,然而位於高海拔的民眾,則難逃輻射照射風險。舉例來說,機師和空服人員容易頻繁地接觸到輻射照射,尤其是當他們在極地上空或靠近極地飛行的時候。
您的挑戰就是將某架通過極地或近極地的航機上,空服人員和乘客所接受的輻射照射量以視覺化的方式呈現。您可以選擇任何飛經極地或靠近地球磁極的航班,無論是舊有的、現有的或假設性質的航班皆可。請根據飛行當時的極區情況推算出該航線乘客的輻射照射量,並用視覺化的方式呈現計算結果。
考量重點:
- 請別忘記,地球的地磁南北極和地理南北極是不一樣的。
- 各種太陽現象,例如太陽風暴,會如何影響輻射曝露?
- 大氣層的情況會如何影響航班乘客和機組人員受到的輻射曝露量? 地球南北兩磁極的情況又有何不同?而這些情況又會如何影響輻射曝露量?
- 您要如何用簡單明瞭的方式說明輻射曝露所造成的相關風險?
Resources
- NOAA Space Weather Prediction Center
- Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation System (NAIRAS)
- Aircrew Safety and Health, CDC
- FAA Flight Radiation Calculator
- An FAA Advisory describing information and references regarding in-flight radiation exposure
- Veritasium YouTube Channel: "The Most Radioactive Places on Earth”
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朵朵浮雲
Every Cloud
挑戰
將惡劣天氣情況的數據資料和當地大氣層中的氣懸膠體分布情況共同繪測出來,找出兩者之間的關連性!
背景:
氣懸微粒,又稱做氣懸膠體,能夠由地球表面向平流層飄浮,最高可達大氣分層中50公里處。這些粒子有些是自然形成,例如火山灰或伴隨地表釋放硫磺氣體而產生的硫酸鹽,有些粒子則是人為活動排放的,像是燃燒農用廢棄物清理農地時產生的黑碳,或燃燒化石燃料時所釋放出來的硫酸鹽[1] 。
大氣中的氣懸膠體會引發不同的重要作用,包括做為造雲的「種子」。氣懸膠體的種類、數量、以及環境條件,決定隨後形成的雲種,並影響氣候。舉例來說,在某些情況中,大量的氣懸膠體可以延長雲朵的生命週期,使得豪大雨發生的機率更為頻繁,造成水患[2]。另一種情況則是在容易產生雷雨的環境中增加氣懸膠體的數量,將會增加龍捲風出現的機率[3]。
您的挑戰就是將全球惡劣天氣情況的數據資料和大氣層中的氣懸膠體來源共同繪測出來,並找出這些氣懸粒子和環境衝擊之間的潛在關聯性。
永續發展目標:
聯合國大會為建立世界各國和利益關係者之間的合作夥伴關係,採納了永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG)決議,期盼藉此在濟、社會和環境三個面向取得永續發展,增進全球的團結合作,為人類打造一個更美好的未來。此項挑戰呼應了以下的永續發展細項目標:
- 目標1.5:在2030年前,增進貧窮及弱勢族群災後的復原能力,並減少極端氣候事件和其他經濟、社會、環境災難事件對這些族群的影響和衝擊。
- 目標3.9:在2030年前,大幅降低由有害化學物質、空氣汙染、水汙染、和土壤污染或其他污染所造成的死亡和染病人數。
- 目標11.5:在2030年前,大幅降低重大災難(例如:水患)所造成的死亡人數和受災人數,並大幅減少這些災害造成的與GDP有關的直接經濟損失,將重點放置在保護貧窮與弱勢族群上。
- 目標13.1:強化世界各國對於氣候災難和天然災害的災後復原能力與調適能力。
考量重點:
- 您的研究應考量懸浮粒子的各種不同來源,並找出哪些種類和極端氣候事件較有關聯。
- 有哪些特定的天氣情況是容易受大氣中的懸浮粒子所影響的呢?
[1] “Aerosols: Tiny Particles, Big Impact.” Earth Observatory, National Aeronautics and Space Administration. Website Accessed April 2017. https://earthobservatory.nasa.gov/Features/Aerosols/
[2] Chakraborty, S., et. al. “Relative influence of meteorological conditions and aerosols on the lifetime of mesoscale convective systems.” Proceedings of the National Academies of Sciences. 2016. 113(27): 7426-7431.
[3] “The power of particles: Can smoke spark severe tornadoes?” Earthdata: Powered by EOSDIS, National Aeronautics and Space Administration. Website Accessed April 2017. https://earthdata.nasa.gov/user-resources/sensing-our-planet/the-power-of-particles
NASA ResourcesOther Resources
- Socio Economic Data and Applications Center (SEDAC)
- Global Cyclone Hazard Frequency and Distribution, v1 (1980 – 2000)
- SEDAC Aerosol Related Datasets
- Centers for Disease Control and Prevention – Natural Disasters and Severe Weather
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