تُظهر طريقة التنبؤ الجديدة CME قيمة تضمين كاميرات التصوير في بعثات ناسا المستقبلية
ملخص:
استخدم العلماء الملاحظات التي سجلها أفراد من الجمهور لزيادة دقة تنبؤات النماذج الحاسوبية حول متى ستضرب الكتل الإكليلية المقذوفة الضارة الأرض.
ساعد تحليل العواصف الشمسية ، الذي أجراه طاقم من العلماء المواطنين ، الباحثين على ابتكار طريقة جديدة وأكثر دقة للتنبؤ بموعد ضرب الأرض بطقس فضائي ضار. أضاف العلماء في جامعة ريدينغ تحليلاً أجراه أفراد من الجمهور إلى نماذج الكمبيوتر المصممة للتنبؤ بوقت وصول القذف الكتلي الإكليلي (CMEs) - الانفجارات الشمسية الضخمة التي تضر بالأقمار الصناعية ورواد الفضاء - إلى الأرض.
وجد الفريق أن التوقعات كانت أكثر دقة بنسبة 20٪ ، كما تم تقليل عدم اليقين بنسبة 15٪ ، عند دمج المعلومات حول حجم وشكل التعليم الطبي المستمر في تحليل المتطوعين. تم التقاط البيانات من قبل الآلاف من أفراد الجمهور خلال النشاط الأخير في مشروع العلوم للمواطن Solar Stormwatch ، الذي ابتكره باحثو القراءة ويعمل منذ عام 2010.
تدعم النتائج إدراج كاميرات تصوير CME واسعة المجال على متن بعثات مراقبة طقس الفضاء التي تخطط لها حاليًا وكالات مثل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية.
وقال الدكتور لوك بارنارد ، باحث الطقس الفضائي في قسم الأرصاد الجوية بجامعة ريدينغ ، والذي قاد الدراسة: "الكتل الكبيرة الحجم عبارة عن كتل على شكل نقانق مكونة من بلايين الأطنان من البلازما الممغنطة التي تنفجر من الغلاف الجوي للشمس على بعد مليون ميل وهي قادرة على إتلاف الأقمار الصناعية وزيادة الحمل على شبكات الطاقة وتعريض رواد الفضاء للإشعاع الضار.
"إن التنبؤ عندما يكونون في مسار تصادم مع الأرض أمر بالغ الأهمية ، ولكن يصعب ذلك بسبب حقيقة أن سرعة واتجاه الكتل الإكليلية المقذوفة تختلف بشكل كبير وتتأثر بالرياح الشمسية ، كما أنها تغير شكلها باستمرار أثناء سفرها عبر الفضاء".
تستند توقعات العواصف الشمسية حاليًا إلى ملاحظات CME بمجرد خروجها من سطح الشمس ، مما يعني أنها تأتي مع درجة كبيرة من عدم اليقين. قدمت بيانات المتطوعين مرحلة ثانية من الملاحظات في وقت كان فيه CME أكثر رسوخًا ، والذي أعطت فكرة أفضل عن شكلها ومسارها.
"تُظهر قيمة عمليات الرصد الإضافية للكتل الإكليلية المقذوفة مدى فائدة تضمين الكاميرات على متن المركبات الفضائية في مهمات مراقبة طقس الفضاء المستقبلية. يمكن أن تساعد التنبؤات الأكثر دقة في منع الأضرار الكارثية لبنيتنا التحتية ويمكن أن تنقذ الأرواح.
في الدراسة ، التي نُشرت في AGU Advances ، استخدم العلماء نموذجًا جديدًا للرياح الشمسية ، طوره البروفيسور ماثيو أوينز ، المؤلف المشارك في القراءة ، لأول مرة لإنشاء توقعات CME.
النموذج المبسط قادر على تشغيل ما يصل إلى 200 محاكاة - مقارنة بحوالي 20 محاكاة مستخدمة حاليًا بواسطة نماذج أكثر تعقيدًا - لتوفير تقديرات محسّنة لسرعة الرياح الشمسية وتأثيرها على حركة CMEs ، والتي يمكن أن يصل أكثرها ضررًا الأرض في 15-18 ساعة.
ساعدت إضافة ملاحظات CME العامة إلى تنبؤات النموذج في توفير صورة أوضح للمسار المحتمل الذي قد يسلكه CME عبر الفضاء ، مما يقلل من عدم اليقين في التنبؤ. يمكن أيضًا تطبيق الطريقة الجديدة على نماذج الرياح الشمسية الأخرى.
قاد مشروع Solar Stormwatch البروفيسور كريس سكوت المؤلف المشارك في Reading. طلبت من المتطوعين تتبع الخطوط العريضة لآلاف من CMEs السابقة التي التقطتها مصورات الغلاف الجوي - كاميرات متخصصة ذات زاوية واسعة - على متن مركبتين فضائيتين NASA STEREO ، تدوران حول الشمس وتراقب المسافة بينها وبين الأرض.
طبق العلماء بأثر رجعي طريقتهم الجديدة في التنبؤ على نفس الأنواع التي حللها المتطوعون لاختبار مدى دقة توقعاتهم مع الملاحظات الإضافية.
سيتطلب استخدام الطريقة الجديدة للتنبؤات المستقبلية بالعواصف الشمسية تحليلًا سريعًا في الوقت الحقيقي للصور الملتقطة بواسطة كاميرا المركبة الفضائية ، مما سيوفر تحذيرًا من وجود CME في مساره على الأرض قبل عدة ساعات أو حتى أيام من وصوله.
المصدر