Uutiset

Uusi työkalu antaa ennakkovaroituksen Auringon aktiivisista alueista – auttaa aurinkomyrskyihin varautumisessa ja vahinkojen torjumisessa

Professori Maarit Korpi-Laggin ryhmän työkalu auttaa ennustamaan aktiivisten alueiden syntyä jo muutamaa päivää ennen kuin ne ilmestyvät Auringon pinnalle. Astroinformatiikan perustutkimusta hyödyntävä hanke sai juuri Euroopan tutkimusneuvoston tavoitellun ERC Proof of Concept -rahoituksen.
Illustration of a solar flare, spat out from the Sun's surface.
Auringon soihtupurkaukset voivat liikkua usean miljoonan kilometrin tuntivauhdilla. Kuvituskuva: Matti Ahlgren/Aalto-yliopisto

Maapallo on jatkuvasti alttiina aurinkotuulelle, joka koostuu varatuista ja korkeaenergisistä hiukkasista sekä ionisoivasta säteilystä. Aurinkotuulet voivat yltyä myös myrskyiksi, jotka syntyvät valtavista soihtupurkauksista Auringon aktiivisilla alueilla, joissa magneettikenttä on erityisen voimakas. Maahan osuessaan aurinkomyrskyt aiheuttavat merkittäviä ongelmia tietoliikenteelle, paikannusjärjestelmille ja sähkönjakelulle.

Esimerkiksi 2012 heinäkuussa Auringosta purkautui massiivinen aurinkomyrsky, jonka kaltaista ei ollut koettu yli 150 vuoteen. Myrsky ohitti maapallon, mutta osuessaan sen aiheuttamat tuhot olisivat olleet mittavat ja niistä palautuminen olisi kestänyt vuosia.

”Vain pahimmat aurinkomyrskyt vaikuttavat uhkaavasti tavallisten ihmisten elämään. Digiyhteiskunnan tärkeiden infrastruktuurien suojaaminen ja aurinkotuhojen korjaaminen ja ehkäisy nielevät kuitenkin globaalisti pitkän pennin”, kertoo Aalto-yliopiston professori Maarit Korpi-Lagg.

Hän kehittää astroinformatiikan tutkimusryhmänsä kanssa työkaluja Auringon aktiivisuusalueiden synnyn lyhyen- ja pitkän aikavälin ennustamiseen. Euroopan tutkimusneuvosto (ERC) myönsi juuri tutkimusryhmän uudelle Solar cycle prediction tool using solar internal oscillations (SYCOS)-hankkeelle Proof of Concept -rahoituksen, jonka tarkoituksena on valjastaa perustutkimuksen löydöksiä yhteiskunnan tarpeisiin.

”Hankkeessa kehittämämme ennustustyökalut tulevat tekemään yhteiskuntamme vähemmän haavoittuvaksi huonolle avaruussäälle, ja auttaa säästämään resursseja torjuntatoimissa”, Korpi-Lagg sanoo.

Muotokuva professori Maarit Korpi-Laggista
”Hankkeessa kehittämämme ennustustyökalut tulevat tekemään yhteiskuntamme vähemmän haavoittuvaksi huonolle avaruussäälle, ja auttaa säästämään resursseja torjuntatoimissa”, Korpi-Lagg sanoo. Kuva: Matti Ahlgren/Aalto-yliopisto

Parempaa varautumista

Auringon aktiivisuus kulkee 11 vuoden sykleissä. Seuraavan huipun on ennustettu olevan 2025, jolloin aktiivisten alueiden auringonpurkauksia tapahtuu eniten. Nykymenetelmät keskittyvät Auringon pinnalla tapahtuvien muutosten seurantaan, mikä hidastaa purkausten ennustamista.

”Tällä hetkellä Auringon purkauksia ja huonoa avaruussäätä pystytään ennustamaan ja riskejä minimoimaan vasta, kun aktiivinen alue on jo ilmestynyt Auringon pinnalle. Silloin saattaa olla jo myöhäistä reagoida”, kertoo Korpi-Lagg.

Korpi-Laggin ryhmän kehittämä ennustusmenetelmä sen sijaan hyödyntää pinnanalaisten magneettikenttien sijaintia ja ominaisuuksia.

”Auringon pinnanalaisten magneettikenttien sijainnin ja avaruudellisen muodon havainnointi auttaa ennustamaan aktiivisten alueiden muodostumista jo muutamaa päivää ennen kuin niitä havaitaan pinnalla. Tämä parantaa erityisesti Maan magnetosfääriin nopeasti saapuvien avaruussääilmiöiden ennustettavuutta ja mahdollisuutta varautua niihin”, Korpi-Lagg kertoo.

Rahoitus mahdollistaa ennustustyökalujen kehittämiseen tarvittavien data-analyysi- ja koneoppimisosaajien palkkaamisen. Yhteistyössä ovat tiiviisti mukana myös saksalaisen Max Planck Instituutin aurinkotutkijat, joiden kanssa Korpi-Lagg työskentelee perustutkimushankkeessaan. Tutkijat ovat löytäneet hankkeessa tavan havaita pinnanalaisia magneettikenttiä epäsuorasti, mikä ei ole ollut ennen mahdollista.

”Nyt alkavan tutkimusprojektin pohja on luotu perustutkimushankkeessamme, jossa kehitämme simulaatiomalleja Auringon ääni- ja pintagravitaatioaalloista. Pystymme näiden mallien perusteella tulkitsemaan pintagravitaatioaaltojen reagointia Auringon pinnan alla piilotteleviin magneettikenttiin”, Korpi-Lagg sanoo.

Valtavat datamäärät

Auringosta kerättävät datamäärät ovat valtavia ja monimutkaisia. Niiden analysointiin ja ymmärtämiseen tarvitaan tutkijoiden mallien ja tietämyksen lisäksi suurteholaskentakapasiteettia ja koneälyä.

”Uudessa hankkeessa kehittämämme työkalut voivat orkestroida koko ennusteprosessin alusta loppuun. Oskillaatiodataa eli aineistoa Auringon sisällä poukkoilevista aalloista haetaan tietokannoista ympäri maailmaa, se analysoidaan reaaliaikaisesti, ja koneoppimismallimme avulla luodaan ennuste Auringon magneettisesta säätilasta.”

Tutkimusryhmän tavoitteena on integroida avoimen lähdekoodin työkalut avaruussääkeskuksien olemassa oleviin ennustustyökaluihin ja parantaa niiden ennustuskykyä.

 

Euroopan tutkimusneuvoston Proof of Concept -rahoitus on suuruudeltaan 150 000 euroa. Alkava tutkimusprojekti perustuu professori Maarit Korpi-Laggin käynnissä olevaan perustutkimushankkeeseen, jota varten Euroopan tutkimusneuvosto myönsi vuonna 2018 Korpi-Laggille kahden miljoonan euron ERC Consolidator -rahoituksen

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Illustration image on a sunny day as the sun is setting, of Otakaari 2A, the lights in the building are lit and there are blurry images of people walking around. Grass and trees are green.
Kampus, Mediatiedotteet, Yliopisto Julkaistu:

Uudisrakennus Marsio on näyteikkuna Aalto-yliopiston tutkimukseen, opetukseen ja vaikuttavuuteen

Kilpailun kautta valittu nimi on kunnianosoitus Aino Marsio-Aallolle.
FinnFusion is a collaboration aiming to make fusion energy a reality. Photo: VTT.
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aallon tutkijat tuovat heliumplasmakokeilla fuusioenergiaa lähemmäksi todellisuutta

Aalto-yliopiston tutkijat osallistuvat kansainväliseen projektiin, jonka tavoitteena on tukea fuusioenergian kehittämistä.
Vehnänjyviä
Mediatiedotteet Julkaistu:

Miljardille ihmiselle vapautuisi ruokaa, jos maatalouden sivuvirtoja kierrätettäisiin tuotantoeläinten rehuksi

Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat, että ruokaa riittäisi jopa 13 prosenttia suuremmalle väestölle, jos tuotantoeläinten rehuna käytettäisiin enemmän maatalouden sivuvirtoja.
A satellite image of Borneo and part of Malaysia covered by plumes of smoke from fires. The many fires are marked on the map as red dots.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat osoittivat tekoälyn avulla: Turvesuopalojen riski kutistuu jopa neljännekseen maankäytön muutoksilla

Pahimpina vuosina Kaakkois-Aasian turvesuopalot aiheuttavat 30 prosenttia maailman hiilidioksidipäästöistä. Maankäyttö on tasapainottelua uhkien, hyötyjen ja kustannusten välillä, sanovat Aalto-yliopiston tutkijat.