Nyligt tilgængelige GPS -data hjælper forskere bedre med at forstå ionosfæren

En ny datakilde til at hjælpe forskere med bedre at forstå ionosfæren og dens potentielle indvirkning på kommunikation og positionering, navigation, og timing - et vigtigt værktøj til mange kritiske operationer - er nu tilgængeligt for offentligheden. Dataene, som blev indsamlet af sensorer på GPS -satellitter i 2018, blev frigivet i dag gennem en samarbejdsindsats fra Los Alamos National Laboratory og National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

"Radiosignaler fra satellit- eller jordbaserede sendere kan rejse gennem ionosfæren eller hoppe ud af den, så ionosfæriske forhold har potentiale til at forstyrre kommunikation afhængigt af elektronernes tæthed, "sagde Erin Lay, en fjernmåling videnskabsmand ved Los Alamos, der var teknisk førende på projektet. "Dette nye datasæt vil hjælpe os med bedre at modellere og forudsige ionosfærens adfærd og muligvis forbedre pålideligheden af ​​vores kommunikation og positionering, navigation, og timetjenester, som er kritiske for både hverdagen og den nationale sikkerhed. "

Ionosfæren er grænsen mellem Jordens atmosfære og rum, strækker sig cirka 40 til over 250 miles over Jordens overflade. Den består af svag atmosfære og ladede partikler (ioner og elektroner), der interagerer med krydser radiobølger. Ionosfærens adfærd reagerer på vejret på jorden, såsom tordenvejr, vind, og orkaner, samt rumvejr skabt af solvind, der påvirker Jordens magnetfelt.

"NOAA's Space Weather Prediction Center (SWPC) betjener en enorm kundebase, der er interesseret i rumvejrseffekter på kommunikation og GPS-afhængige teknologier, "sagde Bill Murtagh, programkoordinator hos SWPC. "Vi forventer adgang til disse Los Alamos datasæt for at forbedre udviklingen, validering, og test af modeller, der bruges på SWPC til karakterisering og forudsigelse af ionosfæriske forstyrrelser. "

De nye data stammer fra unikke målinger af lynnedslag, hver af dem producerer et glimt af radiobølger, der bliver spredt gennem ionosfæren, før det detekteres på satellitmodtagere. Hver målt blitz giver et øjebliksbillede af de ionosfæriske forhold i det øjeblik, og mange lynmålinger akkumuleret over tid giver et unikt billede af ionosfærisk vejr. Dette er det første globale sæt af ionosfæriske elektrontæthedsdata nogensinde, der bruger et naturligt forekommende kildefænomener. Inden denne udgivelse, de tilgængelige data til fodring af ionosfæremodeller var primært fra arrays af jordbaserede modtagere, som er begrænsede, fordi de kun overvåger faste steder. Ifølge Lay, "de nye data er indsamlet fra lyn, der sker over hele verden og vil give forskere mulighed for at studere ionosfæren på måder, der tidligere ikke var mulige."

Frigivelse af underudnyttede datasæt var en prioritet, der blev fastlagt i 2019 National Space Weather Strategy and Action Plan. Los Alamos behandlede dataene fra sine radiofrekvenssensorer, der er ombord på GPS-satellitter og bruges til overvågning af atomaftaler, og arbejdede derefter med en regeringsinteragency -gruppe, kaldet Space Weather Operations, Forskning, og afbødning (SWORM), for at lette offentlig frigivelse. NOAA's nationale centre for miljøoplysninger vil være vært for dataene på eksisterende websteder, der betjener terrestrisk vejr og rumvejrressourcer.