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基于物理学的模型“kappa方案”可预测即将来临的大型太阳耀斑

基于物理学的模型“kappa方案”可预测即将来临的大型太阳耀斑

基于物理学的模型“kappa方案”可预测即将来临的大型太阳耀斑

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:一项新的研究披露,对恶劣太空天气的预报可比以往任何时候都更为准确和可靠;该研究推出了一个基于物理学的用于预测即将来临大型太阳耀斑的方法。

太阳耀斑(这是太阳外层大气中电磁辐射、等离子体和带电粒子巨大规模的爆炸)是由可见太阳黑子周围出现的扭曲磁场中存储能量突然释放触发的。由耀斑发出的X光射线以及通常伴随的从太阳喷发出的物质会对地球产生强烈的太空天气效应。这些作用可能会对宇航员、航天器和地面技术系统(如电力网络和无线电通信)造成危害。由于全球社会对这些技术的依赖性越来越高,人们越来越需要有可靠的方法来预测即将发生的太阳耀斑事件,并在其发生时缩短预警时间。尽管对太阳的磁活动进行了几十年的研究和近乎连续的监测,但产生耀斑的特定条件和机制仍然未知,这使得对其的预报特别困难。

Kanya Kusano和同事介绍了“kappa方案”,这是一种预测模型,它可以比以前的方法更可靠地预报大型太阳耀斑。应用一种基于物理学的方案来得出磁流体动力不稳定性的临界阈值,Kusano等人的方法可用太阳的常规磁观测来预测大型太阳耀斑即将来临的时间。它还能确定耀斑将在何处发生以及会释放多少能量。为了测试他们的模型,作者分析了美国宇航局(NASA)太阳动力学天文台的2008-2019年的数据;结果发现,kappa方案能提前长达20小时来确认大多数大型耀斑的发生、其位置和规模。

在相关的《视角》文章中,Astrid Veronig讨论了该方法如何能加深我们对太阳耀斑发生的方式和原因的理解。

相关报道:新方法可提前24小时预测太阳耀斑

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报:《科学》近日报道,一种预测太阳耀斑的新方法可以让我们对耀斑造成的潜在灾难做好准备。

预测太阳耀斑是困难的,因为我们不知道耀斑如何被触发。虽然在耀斑发生时,望远镜可以看到、提供一些警告,但高能粒子可以在短短8分钟内到达地球——这可能危及宇航员的健康,并在我们有时间做出反应之前损坏卫星。

日本太空地球环境研究所的Kanya Kusano说:“大耀斑对我们的社会是一个潜在的危险。因此,太阳耀斑的预测至关重要。”

Kusano研究团队表示,他们的“卡帕方案”可以在太阳耀斑发生前数小时预测其发生。将该方法应用于2008年至2019年期间的数据,该小组能够提前24小时预测9个最大的耀斑(被称为X级耀斑)中的7个。

Kusano说,以前的预测方法最多有50%的成功率,依赖于对太阳活动区的太阳黑子的观测,而卡帕方案则依赖于与太阳耀斑相关的强磁场。

在耀斑开始之前,电流沿着太阳的磁力线流动。当其中两条线重叠时,它们会经历一个被称为“重联”的过程,将两条线撞在一起,释放出巨大的能量,这就是太阳耀斑。

利用NASA太阳动力学观测站(SDO)的磁和成像数据,该团队能够预测这些重联事件可能发生的地点和时间。另两个无法预测的耀斑因为在远离太阳表面的地方发生了重联事件,而这些重联事件并不在SDO的观测范围内,这就是它们被遗漏的原因。

Kusano希望该方法可以用于预测未来的大型太阳耀斑。他说:“我们现在正试图将这一发现应用于空间天气预报。”




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