智能手机中发现的磁力计 可被用来创建分布式的空间天气观测站

这是美国宇航局的Sten Odenwald的结论，他研究了四种流行型号的智能手机探测地球磁场小干扰的能力。

继2009年iPhone型号3GS出现后，它包含一个三轴霍尔效应磁力计芯片，这种传感器已经在智能手机和其他一些消费设备中变得普遍。
从指南针到黑色金属探测器等一系列智能手机应用程序都使用了它们，而且人们对在没有GPS信号的情况下使用磁力计进行导航的兴趣越来越大。
磁力计也叫地磁、磁感器，可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁力计的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。
虽然智能手机的磁力计被广泛使用，但还不清楚这类应用程序会如何受到太阳风暴对地球磁场造成破坏的影响。

现在，美国宇航局空间科学教育联盟的Sten Odenwald已经表明，智能手机磁力计读数的重大误差可以由太阳风暴级别的干扰造成。
虽然这些误差对指南针和定位应用有负面影响，但Odenwald认为，这种敏感性可以被利用来创建一个覆盖地球大片地区的公民科学空间天气观测站。
Odenwald测试了四个智能手机型号：iPhone 6s，以及三星的Galaxy S9、Galaxy S8和Galaxy Note 5。
每部手机的磁力计都以两种方式进行评估。
首先，Odenwald通过将实际的磁力观测站数据与每个传感器的典型噪声曲线相结合，为两个历史地磁暴事件创建了合成磁力计数据。
其次，每个智能手机模型都受到由亥姆霍兹线圈（亥姆霍兹线圈是一种制造小范围区域均匀磁场的器件）产生的真实磁场的影响，以确定其对大约1μT（微特斯拉）的干扰的绝对响应性。
这是地球磁场强度的一两个百分点，与太阳风暴引起的变化和磁强计应用程序的灵敏度相当。
在测试的四款智能手机中，最敏感的被证明是iPhone 6S和Galaxy Note 5，这两款手机以高达8的信噪比探测到更强的风暴。
Odenwald指出，每个测试设备中使用的磁强计芯片都是2012-13年的产品，这意味着较新的手机型号可能有更好的表现。
模拟风暴数据发现，智能手机磁强计在中高纬度地区更容易受到影响。
这相当于所谓的极光区，风暴在那里产生最大的地磁变化。在低于38°的纬度，地磁变化没有那么大，影响就不会那么明显。
Odenwald报告中表示，在某些情况下，地磁暴可能是罗盘和其他定位应用的一个重要误差来源。在磁罗盘的应用中，这种变化可以达到几度的偏差，而这对于定向运动的应用来说是有问题的，因为在这种应用中，需要一个稳定的磁场来进行精确的引导。
然而，大型风暴是相对罕见的，特别是现在我们处于太阳周期中的一个平静期。
即使在太阳极盛时期，大型风暴也只是每几个月发作一次。

除了对智能手机应用程序的干扰之外，Odenwald表示，磁强计的敏感性为重大太阳风暴事件期间的全球地磁场变化的科学研究提供了独特的机会。
英国地质调查局的地球物理学家Ciarán Beggan表示同意，但他指出，环境噪音是一个重大障碍。
使用手机来探测地磁暴是有可能的--而且已经有这样的项目在使用手机磁力计。
但真正的问题是，特别是区分自然信号和人为噪音或干扰并不容易，而且手机磁力计一般来说确实很噪。
对于地磁学来说，拥有几个真正好的磁强计，具有出色的信噪比和良好的磁力清洁度，能够探测到细微的风暴，比拥有数百万个较差的记录要好得多，因为这些记录非常嘈杂，容易受到未知干扰。
目前，手机磁强计对大型风暴来说就是不够敏感的。
对此，Odenwald表示，他设想将智能手机阵列用于教育目的而不是科学研究，使高中物理教师在教授磁学时能够讨论空间天气。