En ny datakälla för att hjälpa forskare att bättre förstå jonosfären och dess potentiella inverkan på kommunikation och positionering, navigering, och timing – ett viktigt verktyg för många kritiska operationer – är nu tillgängligt för allmänheten. Uppgifterna, som samlades in av sensorer på GPS-satelliter 2018, släpptes idag genom ett samarbete mellan Los Alamos National Laboratory och National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

"Radiosignaler från satellit- eller markbaserade sändare kan färdas genom jonosfären eller studsa av den, så jonosfäriska förhållanden har potential att störa kommunikationen beroende på tätheten av elektroner, sa Erin Lay, en fjärranalysforskare vid Los Alamos som var en teknisk ledare för projektet. "Denna nya uppsättning data kommer att hjälpa oss att bättre modellera och förutsäga jonosfärens beteende och möjligen förbättra tillförlitligheten för vår kommunikation och positionering, navigering, och tidtagningstjänster, som är avgörande för både vardagen och den nationella säkerheten."

Jonosfären är gränsen mellan jordens atmosfär och rymden, sträcker sig cirka 40 till över 250 miles över jordens yta. Den är sammansatt av svag atmosfär och laddade partiklar (joner och elektroner) som interagerar med korsande radiovågor. Jonosfärens beteende reagerar på vädret på jorden, som åskväder, vind, och orkaner, samt rymdväder skapat av solvindar som påverkar jordens magnetfält.

"NOAA:s Space Weather Prediction Center (SWPC) betjänar en enorm kundbas som är intresserad av rymdvädrets effekter på kommunikation och GPS-beroende teknologi, sa Bill Murtagh, programkoordinator på SWPC. "Vi förväntar oss tillgång till dessa Los Alamos-datauppsättningar för att förbättra utvecklingen, godkännande, och testning av modeller som används vid SWPC för att karakterisera och förutsäga jonosfäriska störningar."

De nya uppgifterna kommer från unika mätningar av blixtnedslag, som var och en producerar en blixt av radiovågor som sprids genom jonosfären innan den detekteras på satellitmottagare. Varje uppmätt blixt ger en ögonblicksbild av de jonosfäriska förhållandena vid det ögonblicket, och många blixtmätningar som samlats över tiden ger en unik bild av jonosfäriskt väder. Detta är den första globala uppsättningen någonsin av jonosfäriska elektrondensitetsdata för att använda naturligt förekommande källfenomen. Före denna release, data som var tillgängliga för att mata jonosfärmodeller var främst från arrayer av markbaserade mottagare, som är begränsade eftersom de bara övervakar fasta platser. Enligt Lay, "de nya data samlas in från blixtar som händer över hela världen och kommer att ge forskare möjlighet att studera jonosfären på sätt som tidigare inte varit möjliga."

Frisläppandet av underutnyttjade datamängder var en prioritering som fastställdes i 2019 års nationella strategi och handlingsplan för rymdväder. Los Alamos bearbetade data från sina radiofrekvenssensorer som finns ombord på GPS-satelliter och används för övervakning av kärnkraftsavtal, och arbetade sedan med en myndighetsövergripande grupp, kallas rymdväderoperationer, Forskning, och lindring (SWORM), för att underlätta offentliggörandet. NOAA:s nationella centra för miljöinformation kommer att vara värd för data på befintliga platser som betjänar terrestra väder- och rymdväderresurser.