Yoğun güneş fırtınaları elektrik kesintilerine neden olabilir.

Amerika’nın kalbindeki yaşamı tehdit eden fırtınalar için bir kasırga sireni gibi, yapay zekayı (AI) 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 30 dakikalık önceden uyarı ile Dünya’nın herhangi bir yerinde yaklaşan bir güneş fırtınasının nereye çarpacağını tahmin etmek için yapay zekayı kullanır. Bu, bu fırtınalara hazırlanmak ve elektrik şebekeleri ve diğer kritik altyapılar üzerindeki ciddi etkileri önlemek için yeterli zamanı sağlayabilir.


Güneş rüzgarı, Güneş’ten her yöne sürekli olarak akan ve Güneş’in manyetik alanını uzaya taşıyan şiddetli bir malzeme akışıdır. 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 güneş patlamalarından kaynaklanan daha kısa, daha enerjik patlamalarla sürekli olarak güneş malzemesini uzaya saçar. Bu güneş malzemesi Dünya’nın manyetik ortamına (“manyetosfer”) çarptığında, bazen sözde jeomanyetik fırtınalar yaratır. Bu manyetik fırtınaların etkileri hafif ila aşırı arasında değişebilir, ancak teknolojiye giderek daha fazla bağımlı hale gelen bir dünyada, etkileri her zamankinden daha yıkıcı hale geliyor.

SDO Güneş Patlaması 2014

NASA’nın Güneş Dinamikleri Gözlemevi, 2 Ekim 2014’te bir güneş patlamasının bu görüntüsünü yakaladı. Güneş patlaması, tepedeki parlak ışık parlamasıdır. Hemen sağında, uzaya fırlayan bir güneş malzemesi patlaması görülebilir. Kredi bilgileri: NASA/SDO

Örneğin, yıkıcı 1989’da güneş fırtınası Quebec’te 12 saat boyunca elektrik kesintilerine neden oldu, milyonlarca Kanadalıyı karanlığa sürükledi ve okulları ve işletmeleri kapattı. Kaydedilen en yoğun güneş fırtınası, Carrington Etkinliği 1859’da telgraf istasyonlarında yangın çıktı 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 felce uğratabilir ve dünya çapındaki insanların güvenliğini ve geçim kaynaklarını tehlikeye atabilir.

Buna ek olarak, jeomanyetik fırtınaların ve toplumumuz üzerindeki yıkıcı etkilerinin riski, şu anda bir sonraki “güneş maksimumuna” (güneşte bir zirve) yaklaştıkça artıyor. Sun’ın 11 yıllık faaliyet döngüsü – 2025’te gelmesi bekleniyor.


NASA’nın Güneş ve Heliosferik Gözlemevi tarafından çekilen bu film (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 yerini ve büyüklüğünü temsil ediyor. Kredi bilgileri: NASA/ESA

Hazırlanmaya yardımcı olmak için, NASA, ABD Jeoloji Araştırması ve ABD Enerji Bakanlığı’nı içeren bir kamu-özel ortaklığı olan Frontier Development Lab’deki uluslararası bir araştırma ekibi, arasındaki bağlantıları aramak için yapay zekayı (AI) kullanıyor. teknolojimize zarar veren güneş rüzgarı ve jeomanyetik bozulmalar veya karışıklıklar. Araştırmacılar, bilgisayarları önceki örneklere dayalı kalıpları tanıması için eğiten “derin öğrenme” adlı bir yapay zeka yöntemi uyguladılar. Güneş rüzgarı ölçümleri arasındaki ilişkileri belirlemek için bu tür yapay zekayı kullandılar. ACE, Rüzgâr, IMP-8Ve Geotail) ve gezegendeki yer istasyonlarında gözlemlenen jeomanyetik bozulmalar.

Bundan yola çıkarak, dünya çapındaki jeomanyetik bozulmaları meydana gelmeden 30 dakika önce hızlı ve doğru bir şekilde tahmin edebilen DAGGER (resmi adıyla Derin Öğrenme Jeomanyetik Pertürbasyon) adlı bir bilgisayar modeli geliştirdiler. Ekibe göre, model bir saniyeden daha kısa sürede tahminler üretebiliyor ve tahminler her dakika güncelleniyor.

DAGGER ekibi, modeli Ağustos 2011 ve Mart 2015’te meydana gelen iki jeomanyetik fırtınaya karşı test etti. Her durumda DAGGER, fırtınanın dünya çapındaki etkilerini hızlı ve doğru bir şekilde tahmin edebildi.

DAGGER Güneş Fırtınaları

DAGGER geliştiricileri, modelin tahminlerini Ağustos 2011 ve Mart 2015’teki güneş fırtınaları sırasında yapılan ölçümlerle karşılaştırdı. En 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 zamana ilişkin 30 dakikalık tahmini (altta), Dünya’nın kuzey kutbu çevresinde yaklaşık olarak aynı konumlardaki en yoğun bozulmaları gösteriyor. Kredi: V. Upendran ve ark.

Önceki tahmin modelleri, Dünya üzerindeki belirli konumlar için yerel jeomanyetik tahminler üretmek için yapay zekayı kullanmıştı. AI kullanmayan diğer modeller, çok 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.

Üniversiteler Arası Araştırma Merkezi’nden Vishal Upendran, “Bu yapay zeka ile artık bir güneş fırtınası durumunda hızlı ve doğru küresel tahminler yapmak ve kararları bildirmek, böylece modern toplumdaki yıkımı en aza indirmek – hatta önlemek – mümkün” dedi. Dergide yayınlanan DAGGER modeli hakkında bir makalenin baş yazarı olan Hindistan’da Astronomi ve Astrofizik Uzay Havası.

DAGGER modelindeki bilgisayar kodu açık kaynaktır ve Upendran’a göre, elektrik şebekesi operatörleri, uydu kontrolörleri, telekomünikasyon şirketleri ve diğerleri tarafından tahminleri kendi özel ihtiyaçlarına göre uygulamak için yardımıyla uyarlanabilir. Bu tür uyarılar, hassas sistemleri geçici olarak devre dışı bırakmak veya hasarı en aza indirmek için uyduları farklı yörüngelere taşımak gibi, varlıklarını ve altyapılarını yaklaşan bir güneş fırtınasından korumak için harekete geçmeleri için onlara zaman verebilir.

DAGGER gibi modellerle, tıpkı kasırga sirenlerinin Amerika’daki kasaba ve şehirlerde karasal havayı tehdit etmeden önce çalması gibi, bir gün dünyanın dört bir yanındaki elektrik santrallerinde ve uydu kontrol merkezlerinde alarm veren güneş fırtınası sirenleri olabilir.

Referans: Vishal Upendran, Panagiotis Tigas, Banafsheh Ferdousi, Téo Bloch, Mark CM Cheung, Siddha Ganju, Asti Bhatt, Ryan M. McGranaghan ve Yarin Gal, “Derin Öğrenmeyi Kullanarak Küresel Jeomanyetik Pertürbasyon Tahmini”, 19 Mayıs 2022, Uzay Havası.
DOI: 10.1029/2022SW003045



uzay-2