Naukowcy opracowali algorytm, który pozwoli lepiej poznać jonosferę
Naukowcy opracowali nowy algorytm wykorzystujący dane radarowe, który pozwoli lepiej śledzić ruchy plazmy w ziemskiej jonosferze.
W nocy naładowane cząstki słoneczne przechwycone przez ziemską magnetosferę wpadają do atmosfery i wyciągają elektrony z atomów się tam znajdujących. Te wysokoenergetyczne interakcje powodują zorze polarne, ale także rozpraszają sygnały radiowe, siejąc spustoszenie w komunikacji naziemnej i satelitarnej.
Naukowcy chcieliby śledzić aktywność w jonosferze poprzez pomiar rozkładu plazmy – formy materii przypominającej gaz, która powstaje, gdy jony dodatnie są oddzielane od swoich elektronów, aby pomóc lepiej przewidzieć, w jaki sposób energia elektromagnetyczna wpływa ziemską infrastrukturę komunikacyjną.
Analiza plazmy w jonosferze jest jednak trudna, ponieważ jej rozkład zmienia się niezwykle szybko, jej ruchy są często nieprzewidywalne i ponadto jest niezwykle nieuchwytna w dolnych częściach tej warstwy atmosfery.
Dlatego też, korzystając ze zbioru danych z systemu radarowego o nazwie ICEBEAR (Ionospheric Continuous-wave E region Bistatic Experimental Auroral Radar), naukowcy z American Geophysical Union, opracowali nowy algorytm, który pomoże wykrywać skupiska ech radarowych wskazujących na struktury plazmy o średnicy zaledwie jednego metra i śledzić ich ruch w jonosferze. Na podstawie poruszania się tych struktur badacze będą mogli wnioskować o właściwościach pola elektrycznego.
Naukowcy przetestowali swój algorytm, wykorzystując dane z dni, w których aktywność w jonosferze była trudna do przeanalizowania przy użyciu konwencjonalnych metod. Wyniki były zgodne z jednoczesnymi pomiarami satelitarnymi na niskiej orbicie okołoziemskiej, które obecnie oferują jeden z niewielu sposobów na zrozumienie tych wysokoenergetycznych interakcji. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Naukowcy doszli do wniosku, że połączenie danych o wysokiej rozdzielczości z ICEBEAR z nowym algorytmem umożliwi śledzenie ruchu impulsów pola elektromagnetycznego. Podkreślają jednak, że niektóre z nich mogą być zbyt szybkie lub zlokalizowane w miejscach, w których algorytm mógłby sobie z nimi nie poradzić, więc będzie wymagał on dalszego udoskonalenia w celu zrozumienia większej ilości tych energetycznych wydarzeń.
Algorytm może pomóc badaczom przewidzieć, kiedy i w jaki sposób komunikacja zostanie zakłócona. W połączeniu z technikami komputerowymi może również ułatwić przyszłe projektowanie metod komunikacji, które są odporne na aktywność elektromagnetyczną w kosmosie.
Emil Gołoś
