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| 不只是縮時，還有粉塵、噪音、位移偵測 |
去年夏天早些時候，氣候變化再次成為全球關注的聚光燈，這次是由一個不太可能的訊息來源 —— 教皇。教皇弗朗西斯在他 184 頁的《關心我們的共同家園》中警告說：
「一個非常堅實的科學共識顯示，我們目前正在目睹令人不安的氣候系統變暖。 [...]一些科學研究顯示，近幾十年來，大多數全球變暖是由於主要由人類活動釋放的溫室氣體（二氧化碳、甲烷、氮氧化物等）的濃度很高。」
教皇弗朗西斯的通諭呼籲他的追隨者最終採取行動，這可能是全球對全球變暖態度的轉折點。隨著 2015 年 11 月在巴黎舉行的聯合國氣候變化會議，溫室氣體監管可能很快就會變得普遍。
下一個問題變成了：將如何評估和執行任何目的在限制排放的法規？每個人都希望得到保證，他們的鄰國正在遵守規則，但並非所有聯合國簽署國都能負擔得起使用傳統技術提供詳細的排放報告。
軌道衛星可以從太空檢測到區域二氧化碳濃度，但在表示更復古的模式時卻不足。 地面二氧化碳監測器可以量化特定地點的排放量，但最受歡迎的技術仍然太昂貴，無法普遍使用。 然而，有效的碳調節需要在超細的空間和時間尺度上進行 —— 一直到隱藏在這些方法盲點中的各個高速公路和社群。
要記錄城市二氧化碳來源的複雜排放模式，需要一支名副其實的感測器大軍，擠在城市的大氣角落和縫隙中。
這就是我們進來的地方。
分散式網路
我從事一個名為 BEACO2N 的專案，該專案代表伯克利大氣二氧化碳觀測網路。BEACO2N 是一個由大約 30 台低成本的二氧化碳感應顯示器或「節點」組成，安裝在加利福尼亞州奧克蘭市的兩公里（1.24英里）間隔內。
在這種規模上，它是世界上最密集的二氧化碳監測儀器收藏。
這些節點使用流行的開源微控制器和電腦，使用簡單的智慧手機資料計劃無線傳輸測量結果。 然後，資料將近即時公開。
感測器本身測量紅外線強度的變化，以計算空氣中的二氧化碳濃度。 二氧化碳吸收紅外輻射，因此漂浮在光束上的二氧化碳分子意味著到達另一側探測器的光線更少。這是更昂貴的二氧化碳感測器背後相同的工作原理，但使用低檔燈和探測器。準確性的這一小折衷意味著整個 BEACO2N 節點可以以約 5,500 美元的價格組裝。這比傳統顯示器少 10-20 倍，而且足夠便宜，可以批次購買。在這個大數據（Big Data）時代，以較低的成本提供更多的測量具有廣泛的吸引力。
透過用緊湊的感測器「網格」覆蓋城市，只需比較來自相鄰節點的訊號，就可以辨識和量化潛在的二氧化碳源。相對於順風鄰居，順風節點測量的二氧化碳水準較高，表明兩者之間存在二氧化碳排放者。這種簡單的方法已經用於評估 2013 年勞動節週末橋樑關閉對灣區交通排放的影響。
雖然單個節點可以感知到二氧化碳的變化，小到一萬個分子中的八個，但當一起使用時，它們甚至更加敏感。總歸來說，BEACO2N 的高解析度資料集，可以驅動複雜的大氣模型，這些模型專注於更微妙的排放現象，如高峰時段二氧化碳從擁堵的高速公路上飄動，或在冬季的繁華的家裡。
此類分析將為當地立法者提供事實和數字，以批判性地評估加州 73 部分氣候行動計劃中的單個細列專案。然後，社群可以將資源集中在最有效的減排舉措上。
不僅僅是二氧化碳
如今，BEACO2N 還充當了測試其他低成本感測技術的試點平台。
雖然二氧化碳通常對呼吸無害，但它伴隨著共排放的汙染物，如一氧化碳或菸灰顆粒，導致哮喘和心血管問題。隨著測量這些其他物種的裝置上市，BEACO2N 也可以為公民提供他們自己的高度本地化的即時空氣品質資料。
研究科學家和高中生都已經在分析第一代測量結果，資料集繼續成長。自 2012 年成立以來，活躍的網路已擴充到舊金山和索諾瑪縣，遠至澳大利亞雪梨有感興趣的各方。
這並不是說 BEACO2N 方法沒有自己的獨特挑戰。使用更便宜的裝置，你可以獲得你所支付的費用，即：隨著時間的推移，資料的準確性會隨之提高。 灰塵聚集在鏡頭上，鏡子被擠出對齊，這些小變化可能會逐漸使原始工廠校準失效。
高階儀器用笨重的「參考」氣體罐或昂貴的專有部件來應對這種漂移，這兩者都與預算內做科學不相容。然而，反覆將更便宜的儀器循環回實驗室進行重新校準可能同樣昂貴和耗時。
為了提高準確性，BEACO2N 團隊目前正在研究，如何與最近校準的節點進行遠端交叉引用。BEACO2N 可能有一天能夠利用自然現象，如大陣風，在長距離上同步訊號。
透過找到少花錢多辦事的方法，希望 BEACO2N 能夠為發展中的國家，甚至美國好奇的公民團體採取類似的戰略鋪平道路。
經濟實惠且可訪問的資料意味著更多人有更多的知識。當涉及到管理減排時，知識就是力量。
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