Solstormprognoser for Jorden blev forbedret med hjælp fra offentligheden

Solstormsanalyse udført af en hær af borgerforskere har hjulpet forskere med at udtænke en ny og mere præcis måde at forudsige, hvornår Jorden vil blive ramt af skadeligt rumvejr. Forskere ved University of Reading tilføjede analyser udført af medlemmer af offentligheden til computeren modeller designet til at forudsige, hvornår coronal mass ejections (CME'er) - enorme soludbrud, der er skadelige for satellitter og astronauter - vil ankomme til Jorden.

Holdet fandt, at prognoser var 20 % mere nøjagtige, og usikkerheden blev reduceret med 15 %, når der indarbejdes oplysninger om størrelsen og formen af ​​CME'erne i frivilliganalysen. Dataene blev fanget af tusindvis af medlemmer af offentligheden under den seneste aktivitet i Solar Stormwatch borgervidenskabsprojekt, som blev udtænkt af Reading-forskere og har kørt siden 2010.

Resultaterne understøtter inkluderingen af ​​bredfelts CME-billedkameraer om bord på rumvejrovervågningsmissioner, som i øjeblikket planlægges af agenturer som NASA og ESA.

Dr. Luke Barnard, rumvejrforsker ved University of Readings afdeling for meteorologi, hvem ledede undersøgelsen, sagde:"CME'er er pølseformede klatter, der består af milliarder af tons magnetiseret plasma, der bryder ud fra Solens atmosfære med en million miles i timen. De er i stand til at ødelægge satellitter, overbelastning af elnet og udsættelse af astronauter for skadelig stråling.

"Det er derfor ekstremt vigtigt at forudsige, hvornår de er på kollisionskurs med Jorden, men vanskeliggøres af det faktum, at hastigheden og retningen af ​​CME'er varierer voldsomt og påvirkes af solvind, og de ændrer konstant form, når de rejser gennem rummet.

"Solstormprognoser er i øjeblikket baseret på observationer af CME'er, så snart de forlader solens overflade, hvilket betyder, at de kommer med en stor grad af usikkerhed. De frivillige data tilbød en anden fase af observationer på et tidspunkt, hvor CME var mere etableret, hvilket gav en bedre idé om dens form og bane.

"Værdien af ​​yderligere CME-observationer viser, hvor nyttigt det ville være at inkludere kameraer om bord på rumfartøjer i fremtidige rumvejrovervågningsmissioner. Mere præcise forudsigelser kan hjælpe med at forhindre katastrofale skader på vores infrastruktur og kan endda redde liv."

I undersøgelsen, udgivet i AGU rykker frem , forskerne brugte en helt ny solvindmodel, udviklet af Reading medforfatter professor Mathew Owens, for første gang at oprette CME-prognoser.

Den forenklede model er i stand til at køre op til 200 simuleringer - sammenlignet med omkring 20 i øjeblikket brugt af mere komplekse modeller - for at give forbedrede estimater af solvindhastigheden og dens indvirkning på bevægelsen af ​​CME'er, hvoraf den mest skadelige kan nå Jorden på 15-18 timer.

Tilføjelse af de offentlige CME-observationer til modellens forudsigelser hjalp med at give et klarere billede af den sandsynlige vej, CME ville tage gennem rummet, reducere usikkerheden i prognosen. Den nye metode kunne også anvendes på andre solvindmodeller.

Solar Stormwatch-projektet blev ledet af Reading medforfatter professor Chris Scott. Det bad frivillige om at spore omridset af tusindvis af tidligere CME'er fanget af Heliospheric Imager-specialist, vidvinkelkameraer – ombord på to NASA STEREO-rumfartøjer, som kredser om Solen og overvåger rummet mellem den og Jorden.

Forskerne anvendte retrospektivt deres nye prognosemetode på de samme CME'er, som de frivillige havde analyseret for at teste, hvor meget mere nøjagtige deres prognoser var med de yderligere observationer.

Brug af den nye metode til fremtidige solstormprognoser ville kræve hurtig realtidsanalyse af billederne taget af rumfartøjets kamera, hvilket ville advare om en CME, der er på kurs mod Jorden flere timer eller endda dage før dens ankomst.