Collaborative Research: CEDAR: Swarm over Poker 2023--An Auroral System-Science Campaign Exemplar of Archiving and Aharing Heterogeneously-Derived Data Products
合作研究:CEDAR:Swarm over Poker 2023——极光系统科学运动归档和共享异构数据产品的范例
基本信息
- 批准号:2329980
- 负责人:
- 金额:$ 31.52万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-11-01 至 2026-10-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This collaborative project, involving Dartmouth College, the University of Alaska Fairbanks, and SRI, will explore and develop a new data infrastructure through the system-science use of a Swarm-over-Poker 2023 auroral observational campaign. The team will create new and powerful combined data products from this heterogeneous, distributed, multipoint data set and develop a data-sharing platform to share the derived heterogeneous data products and algorithms with the community. These data are interwoven into new, featurized data products and maps for both ionospheric model ingestion and ML studies. These products and tools will enable studies addressing science questions such as how and to what extent the auroral environment context (activity level, local time, latitude) controls the specifics of pre-midnight arc-scale auroral activity and coupling. This is timely as our community moves toward true system-science efforts that require a diversity of data to greatly advance our understanding of auroral generation and electrodynamics. The novelty of this project is that it will demonstrate the design of a research infrastructure for sharing and archiving derived data products from heterogeneous sources to enable new science for cross-scale cross-region coupling auroral studies. Graduate and undergraduate students will be supported by this project. The students exposed to this project will learn to work with heterogeneous and “multifaceted” CEDAR system science, interweaving multiply-distributed data with featurization tools, and with modelling, as needed for cross-scale cross-region coupling auroral studies. The project will host a series of virtual community discussions to engage with the broader geospace community.Swarm-over-Poker 2023 provided the opportunity to collect in situ ionospheric current and flow data from the ESA Swarm spacecraft, during nightly conjunctions with Poker Flat Research Range (PFRR), Alaska, from mid-February through the end of March 2023. The PFRR data include filtered auroral imagery, Poker Flat Incoherent Scatter Radar (PFISR) radar data, ground magnetometry, and additional instrumentation. The Swarm in situ data include thermal ion plasma flow data and field-aligned current data. From this heterogeneous, distributed, multipoint data set, the team will create new and powerful data products to address auroral system science by data-driving ionospheric models. The three science objectives are (1) an auroral system-science study of 2- way arc-scale vs regional-scale coupling for nightside auroral arcs using the winter 2023 Swarm-over-Poker campaign dataset. (2) Generation of tools for, and the data products of, ionospheric model-absorbable imagery-derived and imagery-guided heterogeneous data products for this campaign, and for shared public use. (3) Using this CEDAR-science driven study as a testbed for designing a new data infrastructure for using and sharing heterogeneously-derived CEDAR-science data products. Specific science questions to be addressed are (1) How, and how much, does the regional auroral environment constrain the details of specific arc-scale features? (2) What is the effect on the regional auroral environment, from arc-scale event signatures?This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个由达特茅斯学院、阿拉斯加大学费尔班克斯分校和 SRI 合作的项目将涉及通过系统科学地使用 Swarm-over-Poker 2023 极光观测活动来探索和开发新的数据基础设施,该团队将创建新的强大的极光观测活动。结合来自这个异构、分布式、多点数据集的数据产品,并开发一个数据共享平台,与社区共享衍生的异构数据产品和算法,这些数据交织成新的、特征化的数据产品和地图。这些产品和工具将使研究能够解决科学问题,例如极光环境背景(活动水平、当地时间、纬度)如何以及在多大程度上控制午夜前弧级极光活动的细节。这是及时的,因为我们的社区正在迈向真正的系统科学工作,需要多样化的数据来极大地增进我们对极光产生和电动力学的理解,该项目的新颖之处在于它将展示研究基础设施的设计。该项目将支持共享和归档来自异构源的衍生数据产品,以实现跨规模跨区域耦合极光研究的新科学。接触该项目的学生将学习如何使用异构和“多层面的”CEDAR 系统科学,根据跨尺度跨区域耦合极光研究的需要,将多重分布数据与特征化工具和建模交织在一起。该项目将举办一系列虚拟社区讨论,以参与其中。 Swarm-over-Poker 2023 提供了从 ESA Swarm 航天器收集原位电离层电流和流量数据的机会,从 2 月中旬到 2023 年,每晚与阿拉斯加的 Poker Flat 研究范围 (PFRR) 会合。截至 2023 年 3 月。PFRR 数据包括过滤后的极光图像、Poker Flat 非相干散射雷达 (PFISR) 雷达数据、地面磁力测量以及其他Swarm 现场数据包括热离子等离子体流数据和场对准电流数据,该团队将根据这个异构、分布式、多点数据集创建新的强大数据产品,通过数据驱动电离层模型来解决极光系统科学问题。这三个科学目标是 (1) 使用 2023 年冬季 Swarm-over-Poker 活动对夜间极光弧的 2 路弧尺度与区域尺度耦合进行极光系统科学研究(2) 为该活动生成电离层模型可吸收图像衍生和图像引导的异构数据产品的工具和数据产品,并供公众共享 (3) 使用这项 CEDAR 科学驱动的研究。作为设计新数据基础设施的测试平台,以使用和共享异构衍生的 CEDAR 科学数据产品,需要解决的具体科学问题是(1)区域极光环境如何以及在多大程度上限制了特定弧的细节。规模(2) 弧尺度事件特征对区域极光环境有何影响?该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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