「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。

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)和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。