首页 / 健康 / 正文

受社交网络启发的算法揭示了亚风暴的生命周期,这是空间天气的一个关键元素

放大字体  缩小字体 2024-12-02 20:50  浏览次数:75

图片: 地图代表了群落结构在开始时的快照。
查看更多 

资料来源:SuperMAG

  • 华威大学的物理学家们用与通过社交媒体联系人们相同的方法揭示了极光亚暴的演化
  • 如果你喜欢这个磁力计,你可能也会喜欢这个:“来自磁力计的历史数据曾在41次亚风暴中与“志同道合的朋友”相匹配。
  • 表明在亚暴期间伴随北极光的单一相干电流覆盖了高纬度地区地球夜间的大部分区域
  • 将有助于验证用于预测极光亚暴的模型,而极光亚暴会破坏电子设备和电力分配系统

太空天气通常表现为亚暴,美丽的极光,如北极光,伴随着太空中的电流,对地球有影响,可以干扰和破坏电力分配和电力系统。现在,这些极光亚暴的生命周期已经被揭示,利用受社交媒体启发的数学工具来分析地球表面的空间天气观测结果。

由华威大学领导的研究人员进行的分析显示,这些亚暴表现为与壮观的极光相关的全球范围的电流系统,在高纬度地区覆盖了全球三分之一的地区。

新研究涉及华威大学,约翰霍普金斯大学–该研究在卑尔根大学和克兰菲尔德大学应用物理实验室发表,今天(3月23日)发表在了杂志上 自然通讯利用一项新技术,处理来自北半球超过100个磁力计的地球磁场扰动数据,使它们能够找到“志同道合的朋友”。

磁力计记录地球磁场的变化。当来自太阳的带电粒子轰击地球磁场时,地球磁场就像电池一样储存能量。最终,这种能量被释放出来,在电离层中产生大规模电流,并对地面磁场产生干扰。在极端情况下,这可能会破坏电线、电子和通信系统以及GPS等技术。

利用超级磁强计合作项目的历史数据,研究人员应用网络科学的算法,寻找1997-2001年发生的41次已知亚暴中磁强计信号之间的相关性。这些原则与允许社交网站推荐新朋友,或在你浏览互联网时向你推送相关广告相同。

探测到相干信号的磁力计被连接到各个社区,而不管这些社区位于地球上的哪个地方。随着时间的推移,他们看到每个亚风暴从许多较小的社区发展成一个单一的大型相关系统或在其顶峰的社区。这使得作者得出结论:亚暴是一个延伸到夜间高纬度地球上大部分区域的相干流系统,而不是一组独立的小的、互不相连的流系统。

劳伦·奥尔博士领导了这项研究,作为她在华威大学物理系的博士学位的一部分,她现在在兰卡斯特大学工作,她说:“我们使用了一种在网络科学中被称为社区检测的成熟方法,并将其应用于空间天气问题。这个想法是,如果你在一个大群体中有很多小群体,它可以挑选出这些子群体。

“我们将此应用于太空天气,以在地球上的磁力站中挑选出群组。从中,我们试图找出到底是一个大的电流系统还是许多独立的单个电流系统。

“这是一种让数据告诉我们正在发生什么,而不是试图将观察结果与我们认为正在发生的事情相匹配的好方法。”

最近的一些研究表明,极光亚暴是由许多较小的电流系统组成的,并且在它们的生命周期中一直如此。这项新研究表明,虽然亚暴一开始是许多较小的扰动,但它在大约十分钟的过程中很快就变成了一个大系统。在其早期阶段缺乏相关性也可能表明在这些亚暴的演变过程中没有单一的机制。

研究结果对用于预测太空天气的模型也有启示。太空天气在2012年被纳入英国国家风险登记册,并在2017年更新,建议更多投资于预测。

合著者桑德拉·查普曼教授补充说:“我们的研究引入了一种全新的研究数据的方法。在空间等离子体物理和空间天气方面,我们已经从一个数据匮乏的时代进入了一个数据丰富的时代,因此我们需要新的工具。这是第一次表明,你可以把这些工具中的一种带到我们的领域,并从中得到真正重要的结果。要做到这一点,我们还需要学习很多东西,但这样一来,就为数据打开了一个新窗口。”

# # #

*“使用超级磁强计的亚暴网络社区结构”将发表在 自然通讯, DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 22112 - 4
链接:https: //doi。org/10.1038 /s41467 - 021 - 22112 - 4
(解除禁运后的直播)

如需采访或索取论文副本,请联系:

彼得·托雷·

媒体关系经理
华威医学院和物理系|出版社华威大学媒体关系|

电子邮件(邮件# 160;保护):

暴徒:+44 (0)7824 540863

免责声明:AAAS Eurekalert !我们不对发布在Eurekalert上的新闻稿的准确性负责!通过提供机构或通过Eurekalert系统使用任何信息。

热门视频
精彩图片
友情链接
声明:本站信息均由用户注册后自行发布,本站不承担任何法律责任。如有侵权请告知立立即做删除处理。
违法不良信息举报邮箱:3217462938
头条快讯网 版权所有 黔ICP备2021009996号
中国互联网举报中心