Forskare hittar ett nytt sätt att upptäcka osynliga ”plasmabubblor” som lurar i jordens övre atmosfär
Forskare i Kina har utvecklat ett nytt sätt att upptäcka massiva, osynliga ”plasmabubblor” som lurar i jordens övre atmosfär. De naturliga störningarna kan störa GPS -programvaran och störa radiosignaler, men är oerhört svåra att spåra.
Bubblorna, kända som ekvatoriala plasmabubblor (EPB), finns i jonosfären – atmosfärens område över 30 mil (50 kilometer) ovanför jordens yta, där det mesta av gasen har joniserats, eller avskalats av elektroner, genom solstrålning, förvandlar den till ett hav av plasma.
Bubblorna är håligheter inom jonosfären, liknande hålen i blocken av schweizisk ost, enligt SpaceWeather.com. De bildas strax efter solnedgången, när bristen på solljus orsakar ett plötsligt stopp vid jonisering, men de verkar bara nära planetens magnetiska ekvator, som är sned från den geografiska ekvatorn.
EPB kan växa till att vara överallt från 6 till 100 km) över, enligt Earthsky.org. Men eftersom plasmakaviteterna är osynliga för blotta ögat, har de visat sig vara mycket svåra att mäta och exakt spåra i realtid.
Men det är viktigt att veta var de är för att de kan störa GPS -positioneringsprogramvara och störa radiosignaler som studsas av jonosfären över långa avstånd, vilket gör dem potentiellt farliga under vissa omständigheter.
Släkt: Jorden växte en extra, aldrig tidigare sett ”strålningsbälte” efter förra årets överladdade solstorm-och det är förmodligen fortfarande där
I en ny studie, publicerad 9 maj i tidskriften RymdväderForskare från Kinas National Space Science Center och University of Peking utvecklade ett nytt sätt att upptäcka EPBS av övervakning. Dessa skimrande aurorliknande ljus visas när plasma i den övre jonosfären kyls över natten och rekombineras till gaser och släpper ut energi i form av ljus.
Teamet insåg att EPBS något förändrar utseendet på luftglödet som bildas ovanför dem. Forskarna utbildade sedan ett maskininlärningsprogram, med över 10 års värde av luftglödfotografering som fångats av All-himp-bilden vid Qujing-stationen i södra Kina, för att söka efter tecken på luftglöddeformation. Deras bästa modell kunde exakt upptäcka och mäta bubblorna 88% av tiden.
”Testresultaten verifierade att maskininlärning är en utmärkt metod för att automatiskt upptäcka och extrahera EPB -egenskaper,” skrev forskarna i studien.
En stor begränsning av denna metod är emellertid att den bara fungerar när det finns luftglöd, som aldrig är garanterat och blir mycket mindre vanligt under perioder med minskad solaktivitet, som kan pågå i flera år i taget.
Undvika katastrof
Forskarna hoppas att deras resultat kan hjälpa till att förhindra flera problem kring EPB: er.
En potentiell fråga är hur bubblorna kan störa GPS -signaler från satelliter, vilket potentiellt kan leda till fel i lokaliseringsprogramvara. 2024 publicerade en studie i tidskriften Satellitnavigeringavslöjade att programvaran som används av flygplan är särskilt benägen för denna störning, vilket kan leda till att de flyger något från kursen. Chanserna för en kollision eller krasch som inträffade till följd av detta är minimala men inte försumbara, varnade studieforskarna vid den tiden.
EPB: er kan också störa radiosignaler genom att ändra hur de studsar av jonosfären, vilket kan vara problematiskt i nödscenarier.
2014 fann forskare från American Geophysical Union att en stor bubbla 2002 var delvis ansvarig för en dödlig amerikansk militär operation i Afghanistan. Radiooperatörer kunde inte varna en Chinook-helikopter för att inte försöka landa på en fiendekontrollerad bergstopp, vilket ledde till att fordonets kraschlandning under fiendens eld och tre soldater dödades i den efterföljande brandkampen.
De nya resultaten kan användas för att skapa ett system för tidig varning för GPS och radiooperatörer, vilket gör att de kan faktorera de störande håligheterna i sina modeller och prognoser och undvika eventuella värsta fall.
