天文背包黑客
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「開放天文 拉近群眾與星空的距離」 公民天文學家/Astrohackers in Taiwan社群的共同創辦人/承接網站開發及資料科學相關案子的遠距工作者 https://astrobackhacker.tw

「天聞的資料科學」如何用SunPy取得太陽觀測資料?

「天聞的資料科學」專欄以臺北天文館等網站的天文新聞為題材,介紹相關的開放資料及開源軟體,並引導讀者使用Python程式來取得、前處理、分析及視覺化這些資料。透過上述資料科學步驟,讓群眾能夠藉由動手體驗天文知識的發現過程,拉近與星空的距離。此外,本專欄也是「天文的資料科學」教育產品開發計畫的一部分,如果你想要體驗更多從資料產出天文新知識的旅程,歡迎填寫這份調查表單,讓我能根據你的需求及建議,制定適合你的教學內容及呈現方式。
與i蟒一同調查太陽的偵探。此圖是我藉由Midjourney AI創作。

在黑蛋的螢幕上,顯示來自「天文數智」公司的PM貳婰舞分派的調查任務說明。該任務描述一位島民閱讀一篇名為「我們的恆星如何發射太陽風粒子飛向太空?」的天聞新知後,感到好奇,他希望能多了解文章中提到的那些太陽觀測衛星,並且想知道像他這樣對天文有興趣的鄉民,是否也能夠取得太陽觀測資料來玩玩,因此委託「天文數智」公司進行調查。

「嘿,i蟒,該起床上工囉。」黑蛋喚醒了他的人工智慧助理。

「哇,太棒了,我剛剛夢到我在玩一款24小時便利商店的恐怖遊戲,現在醒來繼續接關。你需要我協助什麼?」

「我想取得太陽觀測資料,是否有相關的Python套件?」

「在我的同類之中,就屬SunPy最貪食陽光。它是一個專門用於太陽相關研究的Python套件,方便使用者取得、處理、分析和視覺化來自各種太陽觀測衛星的資料。你可以用指令pip install "sunpy[all]"安裝SunPy及其擴充套件。要我幫你執行安裝嗎?」

黑蛋思考了一下後答道:「恩,請先在Colab上新增一個名為sun.ipynb的notebook,再進行SunPy的安裝。」

「好的,正在執行安裝……嘶~~~SunPy已經安裝完成了,需要我為你介紹一下SunPy的功能嗎?或是協助你產生範例程式碼?」

「ちょっと待って,」黑蛋望著螢幕上的任務說明,思考接下來該做什麼。「我想先請你閱讀『我們的恆星如何發射太陽風粒子飛向太空?』這篇文章,並列出文章中提到的太陽觀測衛星。 」

「好的,我已經完食這篇文章,發現文章中提到四個太陽觀測衛星,依序是Geostationary Operational Environmental Satellite(GOES)Solar Dynamics Observatory(SDO)Solar and Heliospheric Observatory(SOHO)Solar Terrestrial Relations Observatory(STEREO)。GOES是由美國國家海洋暨大氣總署營運的氣象衛星,用於監測地球氣象並預測颱風、暴雨等災害事件,同時也搭載能觀測太陽的儀器。SDO則是美國國家航空暨太空總署(NASA)在2010年發射的衛星,主要任務是觀測太陽的大氣與磁場活動,以了解太陽如何影響地球及其周圍的太空環境。比SDO早14年發射的SOHO,是由歐洲太空總署和NASA合作發射的衛星,目的是研究太陽的內部結構、外層大氣和太陽風。而STEREO是由NASA主持的計畫,藉由兩個衛星,STEREO-A和STEREO-B,在不同的角度對太陽進行觀測,建立太陽的3D影像。報告完畢。你要我示範如何藉由SunPy取得這些衛星的觀測資料嗎?」

「我想先了解SunPy提供哪些功能可以用來取得太陽觀測資料。」

「好的,根據我查閱SunPy文件的結果,你可以用sunpy.data.sample取得範例檔案,以便快速展示及測試SunPy的功能。但如果你想要搜尋並下載特定衛星儀器在某段時間的觀測資料,就需要使用sunpy.net的Fido 。若取得的資料是影像類型,要以sunpy.map來讀取、處理及畫圖,若屬於時間序列類型,則要用sunpy.timeseries。」

「恩,我明白了。接著請你產生四個範例程式並加上註解說明。前兩個範例要用sunpy.data.sample,分別取得GOES的時間序列資料和STEREO-A的影像資料。後兩個範例要用sunpy.net的Fido,分別取得SOHO和SDO的影像資料。最後,將這些範例程式連同你剛剛對SunPy及衛星的簡介,整理在sun.ipynb中,完成調查報告『 如何用SunPy取得太陽觀測資料?』。」

「好的, 正在為你撰寫調查報告。等待期間,你可以看看我推薦給你的廣告:『親愛的讀者您好!您是否想成為『天聞的資料科學』專欄的鐵粉?是否想要支持作者繼續創作更多能拉近您與星空距離的有趣文章?現在,您只需要從作者的Writing NFT展示櫃中,挑選您喜愛的文章並點擊收藏按鈕,即可透過信用卡或加密貨幣$LIKE進行購買收藏。別再猶豫,立即收藏『天聞的資料科學』專欄文章的Writing NFT吧!』嘶~~~調查報告已完成,請點擊這個連結查看。」

經過驗證確認調查報告無誤後,黑蛋開放授權sun.ipynb的程式碼,如此一來,不僅委託人,更多的島民也能夠自行取得太陽觀測資料並進行探索。

「 i蟒,請播放一首與太陽有關的歌,為這個調查任務劃下句點。」黑蛋邊嚼著太陽餅說道。

「雨音薰演唱的《太陽之歌》會讓你懷念起那尚未崩壞的青春時代,但我要播放最適合你的歌:天線寶寶的《太陽公公出來玩囉》。」

「。。。。。。」

此篇文是由蘇羿豪經ChatGPT協助創作,文章以「創用CC姓名標示-非商業性-禁止改作 4.0(CC BY-NC-ND 4.0)國際版授權條款」釋出,相關程式碼以MIT授權條款釋出。如果你喜歡這篇創作,歡迎收藏它的Writing NFT
CC BY-NC-ND 2.0

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