Ett nytt internationellt rådgivningssystem arbetar för att hålla flygplansbesättning och passagerare säkra från rymdvädret, delvis tack vare ansträngningarna från ett team av CIRES- och NOAA-utvecklare, prognosmakare, och forskare i Boulder, Colorado.

"Åskväder eller snö kan störa flygningar. Det vi kallar "rymdväder" kan vara störande, för, " sa Rob Steenburgh, en vetenskapsman och prognosmakare i NOAA:s Space Weather Prediction Center (SWPC). Så när FN:s internationella civila luftfartsorganisation väckte intresse från rymdvädercentra runt om i världen för att skapa ett nytt rådgivande system för luftfart, SWPC erbjöd sig att hjälpa, på uppdrag av USA.

"Rymdväder" syftar i allmänhet på de förändrade förhållandena i rymden och i jordens atmosfär som är ett resultat av aktivitet som härrör från solen. Solens "vindar" kan ebba och flöda, slår mot jordens magnetfält, och när en coronal mass ejection (CME) passerar jorden, det kan allvarligt skaka upp det magnetfältet. Sådant "rymdväder" kan tillfälligt störa navigations- och kommunikationssystem och kan till och med öka strålningsnivåerna i atmosfären.

Och - ungefär som med en snöstorm eller hotande åskväder - flygbolag kan vidta åtgärder, ändra ett flygplans flygbana för att undvika eller minska kollisioner, sa CIRES solfysiker Hazel Bain, som arbetat med projektet det senaste året. En måttlig strålningsrådgivning, till exempel, kan motivera flygbolag att avleda flygplan från polarområdena, Hon sa, eftersom flygningar över polerna är mer utsatta för strålning än flygningar på lägre breddgrader. CIRES är ett partnerskap mellan NOAA och University of Colorado Boulder.

I slutet av 2018, ICAO valde SWPC att vara ett av tre prognoscentra från hela världen för att börja utfärda rymdväderrådgivningar till det civila luftfartssamhället. Bara 12 månader senare, SWPC:s system var i drift.

"Denna nya förmåga kommer att tillåta flygbesättning och flygoperationsexperter att använda den mest uppdaterade informationen som möjligt om solhändelser som potentiellt kan påverka flygplanssystem eller passagerares hälsa, ", sa ICAO:s generalsekreterare Dr. Fang Liu i ett uttalande i slutet av förra året.

Projektet fokuserade på tre huvudtyper av påverkan på luftfarten:Störningar i satellitbaserad navigering; störningar i HF-radiokommunikation, och strålningsnivåer (se ruta nedan).

Cirka 15 CIRES- och NOAA-forskare, mjukvaruutvecklare och prognosmakare ägnade det senaste året åt att tävla för att designa ett system som skulle uppfylla ICAO:s specifikationer – den organisationen beslutade, till exempel, vilka nivåer av strålning som skulle utgöra en "måttlig" händelse och vad "allvarlig" störning av globala satellitnavigeringssystem innebär.

För varje typ av påverkan, teamet som behövs för att utveckla eller integrera modeller av Sun-Earth-miljön, för att stödja flyget 24/7. För strålning, till exempel, de tog in en Federal Aviation Administration-modell, sa Bain. För varningar för satellitnavigering, de färdigställde snabbt en modell som redan hade varit i arbete (ROTI eller Rate of Total-Electron-Content Index). Och för högfrekvent kommunikation, de utnyttjade en annan befintlig modell, CTIpe, för kopplad termosfär jonosfärplasmasfärelektrodynamik.

Det var knepigt nog. Men projektet krävde också noggrann uppmärksamhet på användargränssnitten och e-verktyg som prognostörer skulle behöva för att hjälpa dem att ge råd om aktuella förhållanden, och prognosförhållanden 6, 12, 18 och 24 timmar ute.

"Vi byggde intuitiva gränssnitt genom att arbeta direkt med prognosmakarna, sa Ben Rowells, en CIRES-utvecklare i SWPC. Prognosmakare är intresserade av ett rymdväderfenomen som kallas jonosfärisk scintillation, till exempel, som kan påverka navigeringen. "En prognosmakare kan välja hotspot-regioner på en animerad datakarta och snabbt utfärda ett råd, " sa Rowells.

Sedan slutet av november, SWPC-teamet har turats om i två veckor med de andra teamen – båda internationella konsortier som utvecklat oberoende rådgivningssystem – för att utfärda råd.

"Det här var revolutionerande, ", sa NOAA:s Steenburgh. "Även om det fortfarande finns mer att göra, modellerna och användargränssnittet gjordes tillgängliga för SWPC-prognosmakare genom en heroisk insats från praktiskt taget alla delar av SWPC."

Under de tre månaderna sedan rådgivningen började, inget rymdvädercenter har utfärdat "måttliga" eller "svåra" varningar i någon kategori, sa Steenburgh. Detta lugn kommer inte att vara, dock, när vi går mot nästa solcykelmaximum, beräknas komma om cirka fyra år.