Förändringar i atmosfärens densitet efter solnedgången kan orsaka att heta gasfickor som kallas "plasmabubblor" bildas över jordens ekvator, vilket resulterar i kommunikationsstörningar mellan satelliter och jorden. Nya AI-modeller hjälper nu forskare att förutsäga plasmabubblor och skapa en prognos. Verket presenterades denna vecka vid National Astronomy Meeting (NAM 2022) av Sachin Reddy, en Ph.D. student vid University College London.

Strax efter solnedgången bildas fickor av överhettad gas som kallas "plasmabubblor" i den övre atmosfären och sträcker sig ut i rymden (upp till 900 km över jordens yta). Dessa bubblor börjar små och växer snabbt – från storleken på en fotbollsplan till storleken på ett litet land på bara ett par timmar. När bubblorna växer sig större kan de förhindra satelliter från att kommunicera med jorden genom att blockera och förvränga deras radiosignaler.

För att förutsäga plasmabubblor har ett team av forskare sammanställt 8 års data från SWARM-satellituppdraget. Rymdfarkosten har en automatisk bubbeldetektor ombord som kallas Ionospheric Bubble Index. Detta jämför förändringar i elektrontätheten och magnetfältets styrka för att kontrollera om det finns bubblor:en stark korrelation mellan de två indikerar närvaron av en plasmabubbla.

Satelliten flyger på en höjd av 460 km (cirka 30 gånger högre än ett kommersiellt plan) genom mitten av de flesta plasmabubblor. Modellen kombinerar datainsamlingen från SWARM med en maskininlärningsmetod för att göra förutsägelser om sannolikheten för att en plasmabubbelhändelse inträffar när som helst.

Resultaten visar att antalet plasmabubblor varierar från säsong till säsong, precis som vädret, och att antalet händelser ökar med solaktiviteten. Trots detta finner modellen att platsen är ett mycket mer avgörande element för att förutsäga plasmabubblor än tiden på året, med de flesta händelser som inträffar över en region i Atlanten som kallas South Atlantic Anomaly. AI-modellen förutsäger händelser med en noggrannhet på 91 % över olika tester.

Reddy säger att "precis som väderprognosen på jorden måste vi kunna förutsäga bubblor för att förhindra stora störningar av satellittjänster. Vårt mål är att kunna säga något i stil med:"Klockan 20 i morgon finns det en 30% chans att en bubbla som dyker upp över Afrikas horn.' Den här typen av information är extremt användbar för rymdfarkoster och för människor som är beroende av satellitdata varje dag, precis som du och jag." + Utforska vidare

Forskare avslöjar bildningsmekanismen för stora plymer i solens prominens