Forudsigelse af ækvatoriale plasmabobler med SWARM

Ændringer i atmosfærisk tæthed efter solnedgang kan forårsage, at varme lommer af gas kaldet "plasmabobler" dannes over Jordens ækvator, hvilket resulterer i kommunikationsforstyrrelser mellem satellitter og Jorden. Nye AI-modeller hjælper nu videnskabsmænd med at forudsige plasmaboblehændelser og skabe en prognose. Værket blev præsenteret i denne uge på National Astronomy Meeting (NAM 2022) af Sachin Reddy, en Ph.D. studerende på University College London.

Kort efter solnedgang dannes lommer af overophedet gas kaldet "plasmabobler" i den øvre atmosfære og strækker sig ud i rummet (op til 900 km over jordens overflade). Disse bobler starter i det små og vokser hurtigt - fra størrelsen af ​​en fodboldbane til størrelsen af ​​et lille land på blot et par timer. Efterhånden som boblerne vokser sig større, kan de forhindre satellitter i at kommunikere med Jorden ved at blokere og fordreje deres radiosignaler.

For at forudsige plasmabobler har et team af forskere samlet 8 års data fra SWARM-satellitmissionen. Rumfartøjet har en automatisk bobledetektor ombord kaldet Ionospheric Bubble Index. Dette sammenligner ændringer i tætheden af ​​elektroner og magnetfeltstyrken for at kontrollere, om der er bobler til stede:en stærk korrelation mellem de to indikerer tilstedeværelsen af ​​en plasmaboble.

Satellitten flyver i en højde af 460 km (ca. 30 gange højere end et kommercielt fly) gennem midten af ​​de fleste plasmabobler. Modellen kombinerer dataindsamlingen fra SWARM med en maskinlæringstilgang til at lave forudsigelser om sandsynligheden for, at en plasmaboblehændelse indtræffer til enhver tid.

Resultaterne viser, at antallet af plasmaboblehændelser varierer fra sæson til sæson, ligesom vejret, og at antallet af hændelser stiger med solaktiviteten. På trods af dette finder modellen, at placering er et langt mere afgørende element i forudsigelse af plasmabobler end årstiden, hvor de fleste begivenheder finder sted over en region i Atlanterhavet kaldet den sydatlantiske anomali. AI-modellen forudsiger hændelser med en nøjagtighed på 91 % på tværs af forskellige tests.

Reddy siger, at "ligesom vejrudsigten på Jorden skal vi være i stand til at forudsige bobler for at forhindre større forstyrrelser af satellittjenester. Vores mål er at kunne sige noget i retning af:'Kl. 20.00 i morgen er der en 30% chance for at en boble dukker op over Afrikas Horn.' Denne form for information er ekstremt nyttig for rumfartøjsoperatører og for folk, der er afhængige af satellitdata hver dag, ligesom dig og mig." + Udforsk yderligere

Forskere afslører dannelsesmekanismen for store faner i solfremspringet