Yoğun güneş fırtınaları elektrik kesintilerine neden olabilir.
Amerika’nın göbeğindeki yaşamı tehdit eden fırtınalar için kasırga sireni gibi, yapay zekayı (AI) birleştiren yeni bir bilgisayar modeli ve NASA uydu verileri, tehlikeli uzay havası için alarm verebilir.
Model, güneş rüzgarının (Güneş’ten gelen amansız bir malzeme akışı) uzay aracı ölçümlerini analiz etmek ve yaklaşan bir güneş fırtınasının nereden geleceğini tahmin etmek için yapay zekayı kullanır. , Dünyanın herhangi bir yerinde, 30 dakikalık önceden uyarı ile. Bu, bu fırtınalara hazırlanmak ve elektrik şebekeleri ile diğer kritik altyapılar üzerindeki ciddi etkileri önlemek için yeterli zamanı sağlayabilir.
Güneş rüzgarı, fırtınalardan akan şiddetli bir malzeme akışıdır. Güneş her zaman her yöne doğru, Güneş’in manyetik alanını uzaya taşıyor. Dünya’daki rüzgardan çok daha az yoğun olmasına rağmen, çok daha hızlıdır ve tipik olarak saatte bir ila iki milyon mil hızla esmektedir. Güneş rüzgarı, birbirleriyle ve Güneş’in manyetik alanıyla etkileşime giren yüklü parçacıklardan (elektronlar ve iyonize atomlar) oluşur. Güneş rüzgarının boyutu, Güneş’in yıldızlararası uzayda etki bölgesi olan heliosferi oluşturur.
Güneş, hem “güneş rüzgarı” olarak bilinen sabit bir akışla hem de daha kısa sürede, sürekli olarak güneş malzemesini uzaya saçar. , güneş patlamalarından daha enerjik patlamalar. Bu güneş malzemesi Dünya’nın manyetik ortamına (“manyetosfer”) çarptığında, bazen sözde jeomanyetik fırtınalar yaratır. Bu manyetik fırtınaların etkileri hafif ila aşırı arasında olabilir, ancak teknolojiye giderek daha fazla bağımlı hale gelen bir dünyada, etkileri her zamankinden daha yıkıcı hale geliyor.
NASA’nın Solar Dynamics Observatory, dünyanın bu görüntüsünü yakaladı. 2 Ekim 2014’te bir güneş patlaması. Güneş patlaması, tepedeki parlak ışık parlamasıdır. Hemen sağında, uzaya fırlayan bir güneş malzemesi patlaması görülebilir. Kredi: NASA/SDO
Örneğin, 1989’daki yıkıcı bir güneş fırtınası, Quebec’te 12 saat boyunca elektrik kesintilerine neden olarak milyonlarca Kanadalıyı karanlığa sürükledi ve okulları ve işletmeleri kapattı . Kaydedilen en yoğun güneş fırtınası olan 1859’daki Carrington Olayı, telgraf istasyonlarında yangınlara yol açtı ve mesajların gönderilmesini engelledi. Carrington Olayı bugün yaşansaydı, yaygın elektrik kesintileri, kalıcı elektrik kesintileri ve küresel iletişim kesintileri gibi çok daha ciddi etkileri olurdu. Bu tür bir teknolojik kaos, ekonomileri felç edebilir ve dünya çapındaki insanların güvenliğini ve geçim kaynaklarını tehlikeye atabilir.
Ayrıca, jeomanyetik fırtınaların riski ve toplumumuz üzerindeki yıkıcı etkileri, bir sonraki “güneş maksimumuna” – bir Güneş’in 11 yıllık faaliyet döngüsünde zirve noktası – 2025’te gelmesi bekleniyor.
Bu film, NASA’nın Güneş ve Heliosferik Gözlemevi tarafından çekilmiştir. (SOHO), 28 ve 29 Ekim 2003 tarihlerinde yüklü parçacıkları uzaya fırlatan koronal kütle püskürmeleri adı verilen Güneş’ten iki patlamayı gösteriyor. Bu yüksek enerjili parçacıklardan bazıları SOHO’nun kamerasına çarparak kar gibi görünen bir şey yaratıyor. Bu patlamalar, o yılın Cadılar Bayramı’nda İsveç’te bir elektrik kesintisini tetikleyen ve iletişim, uçak ve uzay aracında (SOHO dahil) kesintilere neden olan bir dizi güneş fırtınasının parçasıydı. SOHO’nun görüşüne göre, bir disk, Güneş’ten gelen doğrudan ışığı bloke ederek, yakınındaki daha sönük özelliklerin görülebilmesini sağlarken, beyaz daire Güneş’in konumunu ve büyüklüğünü temsil ediyor.Geological Survey ve ABD Enerji Bakanlığı, güneş rüzgarı ile jeomanyetik bozulmalar veya bozulmalar arasındaki bağlantıları araştırmak için yapay zekayı (AI) kullanıyor ve teknolojimizi mahvediyor. Araştırmacılar, bilgisayarları önceki örneklere dayalı kalıpları tanıması için eğiten “derin öğrenme” adlı bir yapay zeka yöntemi uyguladılar. Bu yapay zeka türünü, heliofizik görevlerinden (ACE, Rüzgar, IMP-8 ve Geotail{ dahil) alınan güneş rüzgarı ölçümleri arasındaki ilişkileri belirlemek için kullandılar. 2}) ve gezegen genelindeki yer istasyonlarında gözlemlenen jeomanyetik tedirginlikler.
Bundan yola çıkarak, dünya çapındaki jeomanyetik bozulmaları hızlı ve doğru bir şekilde tahmin edebilen DAGGER (resmi olarak Derin Öğrenme Jeomanyetik Pertürbasyon) adlı bir bilgisayar modeli geliştirdiler, 30 dakika oluşmadan önce. Ekibe göre, model bir saniyeden kısa sürede tahmin üretebiliyor ve tahminler her dakika güncelleniyor.
DAGGER ekibi, modeli Ağustos 2011 ve Mart 2015’te meydana gelen iki jeomanyetik fırtınaya karşı test etti. DAGGER, fırtınanın dünya çapındaki etkilerini hızlı ve doğru bir şekilde tahmin edebildi.
DAGGER’in geliştiricileri, modelin tahminlerini Ağustos 2011 ve Mart 2015’teki güneş fırtınaları sırasında yapılan ölçümlerle karşılaştırdı. üstte, renkli noktalar 2011 fırtınası sırasında yapılan ölçümleri gösteriyor. Renkler, elektrik şebekelerinde akımları indükleyebilen jeomanyetik tedirginliklerin yoğunluğunu gösterirken, turuncu ve kırmızı en güçlü etkileri gösterir. DAGGER’ın aynı zaman için 30 dakikalık tahmini (altta), Dünya’nın kuzey kutbu çevresinde yaklaşık olarak aynı konumlardaki en yoğun tedirginlikleri gösteriyor. Kredi: V. Upendran ve diğerleri.
Önceki tahmin modelleri, Dünya üzerindeki belirli konumlar için yerel jeomanyetik tahminler üretmek için yapay zekayı kullanıyordu. Yapay zeka kullanmayan diğer modeller, pek zamanında olmayan küresel tahminler sağladı. DAGGER, dünya çapındaki siteler için hem hızlı hem de kesin olan sık sık güncellenen tahminler oluşturmak için AI’nın hızlı analizini uzaydan ve Dünya genelindeki gerçek ölçümlerle birleştiren ilk kişidir.
“Bu AI ile artık mümkün Hindistan’daki Üniversiteler Arası Astronomi ve Astrofizik Merkezi’nden Vishal Upendran, “Hindistan’daki Üniversiteler Arası Astronomi ve Astrofizik Merkezi’nden Vishal Upendran, “Güneş fırtınası durumunda hızlı ve doğru küresel tahminler yapmak ve kararları bilgilendirmek, böylece modern toplumdaki yıkımı en aza indirmek – hatta önlemek -” dedi. Space Weather dergisinde DAGGER modeli hakkında yayınlanan bir makalenin baş yazarı.
DAGGER modelindeki bilgisayar kodu açık kaynaktır ve Upendran’a göre elektrik şebekesi operatörlerinin yardımıyla uyarlanabilir. , uydu denetleyicileri, telekomünikasyon şirketleri ve diğerleri, tahminleri kendi özel ihtiyaçlarına göre uygulayabilir. Bu tür uyarılar, varlıklarını ve altyapılarını yaklaşmakta olan bir güneş fırtınasından korumak için harekete geçmeleri için zaman verebilir. Örneğin, hassas sistemleri geçici olarak devre dışı bırakmak veya hasarı en aza indirmek için uyduları farklı yörüngelere taşımak gibi.
DAGGER gibi modellerde, Bir gün güneş fırtınası sirenleri dünyanın dört bir yanındaki elektrik santrallerinde ve uydu kontrol merkezlerinde alarm çalan olabilir, tıpkı kasırga sirenlerinin Amerika’daki kasaba ve şehirlerde karasal havayı tehdit etmeden önce çalması gibi.
Referans: “Global Jeomanyetik Pertürbasyon Tahmini Kullanarak Derin Öğrenme” yazan Vishal Upendran, Panagiotis Tigas, Banafsheh Ferdousi, Téo Bloch, Mark C. M. Cheung, Siddha Ganju, Asti Bhatt, Ryan M. McGranaghan ve Yarin Gal, 19 Mayıs 2022, Space Weather.
{13 }DOI: 10.1029/2022SW003045
.