20世纪40年代初，二战期间，美国海军船只上的水手在太平洋上巡航时记录了天气和海况。战后，这些观测结果大多在分类日志中被搁置了几十年，并被排除在构成现代气候模型支柱的数据集之外。最近，一个众包科学项目恢复并数字化了这些现已解密的气象记录，挽救了近400万份观测数据，这些观测数据跨越了一个关键的战时数据缺口。
该项目的首席研究员、英国雷丁大学的气候建模师Praveen Teleti说，在这个项目之前，这些观测结果“除了撰写它们的人之外，从未被任何人看到过”。
特莱蒂说，这批历史天气数据将提高我们气候模型的准确性。“除非我们能非常确定历史温度，否则我们无法真正确定自那以来气候变化了多少。”
科学家们利用气候和天气模型来了解全球气候在过去一个世纪里是如何变化的，未来可能会如何变化，以及影响这些变化的因素是什么。这些模型依赖于全球各地的气象记录，其准确性取决于支撑它们的数据。
气象站可以收集陆地上的观测数据，但海上的工作要复杂得多。20世纪初，在卫星出现之前，大多数海洋天气数据是由商业贸易船上的水手自愿收集的。
Teleti解释说，我们从那个时候得到的数据在实用性上是有限的。商船沿着一些特定的路线航行，很少穿越太平洋。收集气象数据的水手没有遵循任何一个标准程序，造成了未知的偏差。由于这些努力是自愿的，他们只是偶尔提交数据。
此外，在第二次世界大战期间，商船的观测数量急剧下降，特别是在太平洋上，当时美国西部和东亚之间的少数几条贸易路线完全消失了。
“第二次世界大战和其他全球战争，由于观测方法的变化，日志和材料分类的丢失，对环境观测的可用性提出了挑战，”埃里克弗里曼解释说，他是北卡罗来纳州阿什维尔NOAA国家环境信息中心的表层海洋数据专家，他没有参与这项工作。
然而，当时还有其他船只在太平洋上航行:1941年12月夏威夷珍珠港美国海军基地遭到袭击后部署的美国海军舰艇。那个时代的海军规定规定，每艘船必须每小时记录一次自己的位置和气象条件，并详细规定了水手应该使用的观测方法。(当然，水手是否会遵守规定，完全是另一回事。)
几十年来，为了保护军事机密，这些日志被列为机密。但在2017年，美国国家解密中心(National Declassification Center)公布了近20万页二战时期的材料，其中许多来自那些日志。
然而，“可用”并不意味着“可接近”。特莱蒂解释说，大部分手稿仍以纸质形式保存在华盛顿特区的国家档案和记录管理局。为了获取它们所包含的数据，他和他的同事们与档案保管员合作，对每一页都进行了拍照和扫描。
为了记录现在的数字页面，他们利用众包科学开发了“旧天气-二战”项目。研究人员向参与者展示航海日志页面的图像，并引导他们抄写船舶标识符、位置信息和日志中包含的任何天气观测结果。
弗里曼曾协助其他众包科学项目恢复海面海洋观测，他说这些项目可以大大减少恢复历史记录的时间和成本。“只要公众对你试图数字化的数据感兴趣，”他说，“公民科学就非常有效，效率很高，通常能满足许多学科的需求，为公众提供广泛的应用。”
总共有4,050名志愿者帮助将19艘船的28,000多份日志图像中的63万多条记录数字化。每条记录都包含多种天气观测数据，如湿球温度和干球温度、风速和风向、气压、海面温度、能见度和整体天气状况。该项目共抢救了370万份1941年至1945年的气象观测资料。
Teleti说，这个项目花了一年半的时间。“我认为，多亏了疫情，人们花在电脑上的时间更多了，所以我们相对较快地完成了这个项目。”
在太平洋的一些地区，这些新数据是以前可用的天气观测数据的两倍多。Teleti和他的同事将这些数据发表在9月份的《地球科学数据杂志》上，并将在旧金山举行的AGU 2023年年会上展示。
“这个项目的公民科学方面是关键的，”英国南安普顿大学的气候科学家Duo Chan说，他没有参与这个项目。“公民科学家不仅加快了这些宝贵的历史记录的转换，而且他们的努力也有助于形成一个有价值的数据集，可用于训练人工智能算法在更大的范围内进行数字化。”
“这些新发现的观测结果填补了气候记录的巨大空白，”弗里曼说。“总的来说，我们的覆盖范围越广，我们对模型的表现就越有信心，我们重现过去气候的能力也就越强。”
研究小组希望这些数据不仅能提高二战期间气候重建的整体准确性，还能揭示二战期间一段异常温暖的时期。
过去的记录表明，1941年至1945年期间的海洋表面温度明显高于战前和战后的五年，但数据的不确定性在战争期间比战前或战后高出几倍。Chan说，没有任何气候模型能够重现这种全球平均海面温度的暂时飙升。船舶日志可以帮助描述当时的气候，提高模型的精度。
研究小组还希望这些数据可以帮助科学家控制在那个十年中发生的一次强烈的El Ni?o事件，并了解台风眼镜蛇的性质。台风眼镜蛇是1944年的一个热带气旋，击沉了三艘美国驱逐舰，造成近800名水手死亡。
特莱蒂说:“(水手们)对工作的责任感让我们深受鼓舞。”“他们可能从未想过，80年后还会有人看到这些观察结果。”
本文最初发表于Eos.org。
