Des algorithmes inspirés des réseaux sociaux révèlent le cycle de vie des sous-tempêtes, un élément clé de la météorologie spatiale –

Une analyse menée par des chercheurs dirigés par l’Université de Warwick a révélé que ces sous-tempêtes se manifestent par des systèmes de courant électrique à l’échelle mondiale associés aux aurores spectaculaires, atteignant plus d’un tiers du globe à des latitudes élevées.

Nouvelle recherche impliquant l’Université de Warwick, l’Université John Hopkins – Laboratoire de physique appliquée, l’Université de Bergen et l’Université de Cranfield, et publiée aujourd’hui (23 mars) dans la revue Communications de la nature traite les données sur les perturbations du champ magnétique terrestre provenant de plus d’une centaine de magnétomètres dans l’hémisphère nord en utilisant une nouvelle technique qui leur permet de trouver des «amis partageant les mêmes idées».

Les magnétomètres enregistrent les changements du champ magnétique terrestre. Lorsque les particules chargées de notre Soleil bombardent le champ magnétique terrestre, il stocke de l’énergie comme une batterie. Finalement, cette énergie est libérée conduisant à des courants électriques à grande échelle dans l’ionosphère qui génèrent des perturbations des champs magnétiques au sol. À des extrêmes, cela peut perturber les lignes électriques, les systèmes électroniques et de communication et les technologies telles que le GPS.

En utilisant les données historiques de la collaboration SuperMAG de magnétomètres, les chercheurs ont appliqué des algorithmes de la science des réseaux pour trouver des corrélations entre les signaux du magnétomètre au cours de 41 sous-tempêtes connues qui se sont produites entre 1997-2001. Ceux-ci utilisent les mêmes principes qui permettent à un site de réseau social de recommander de nouveaux amis ou de vous proposer des publicités pertinentes lorsque vous naviguez sur Internet.

Les magnétomètres détectant des signaux cohérents étaient reliés aux communautés, quel que soit leur emplacement sur le globe. Au fil du temps, ils ont vu chaque sous-tempête se développer à partir de nombreuses petites communautés en un seul grand système corrélé ou communauté à son apogée. Cela a conduit les auteurs à conclure que les sous-tempêtes sont un système de courant cohérent qui s’étend sur la majeure partie du globe nocturne de haute latitude, plutôt que sur un certain nombre de systèmes de courant individuels petits et disjoints.

Le Dr Lauren Orr, qui a dirigé la recherche dans le cadre de son doctorat au département de physique de l’Université de Warwick et qui est maintenant basé à l’Université de Lancaster, a déclaré: “Nous avons utilisé une méthode bien établie dans la science des réseaux appelée détection communautaire et l’avons appliquée à un problème de météorologie spatiale L’idée est que si vous avez beaucoup de petits sous-groupes dans un grand groupe, il peut choisir les sous-groupes.

«Nous avons appliqué cela à la météorologie spatiale pour sélectionner des groupes au sein de stations de magnétomètres sur Terre. À partir de là, nous essayions de savoir s’il y avait un grand système de courant ou de nombreux systèmes de courant individuels séparés.

“C’est un bon moyen de laisser les données nous dire ce qui se passe, au lieu d’essayer d’adapter les observations à ce que nous pensons se produire.”

Certains travaux récents ont suggéré que les sous-tempêtes aurorales sont composées d’un certain nombre de systèmes de courant électrique plus petits et le restent tout au long de leur cycle de vie. Cette nouvelle recherche démontre que si la sous-tempête commence par de nombreuses petites perturbations, elle devient assez rapidement un grand système en une dizaine de minutes. L’absence de corrélation à ses débuts peut également suggérer qu’il n’y a pas de mécanisme unique en jeu dans la façon dont ces sous-tempêtes évoluent.

Les résultats ont des implications pour les modèles conçus pour prédire la météorologie spatiale. La météorologie spatiale a été incluse dans le registre national des risques du Royaume-Uni en 2012 et mise à jour en 2017 avec une recommandation visant à investir davantage dans les prévisions.

La co-auteure, la professeure Sandra Chapman, ajoute: «Notre recherche introduit une toute nouvelle méthodologie pour examiner ces données. Nous sommes passés d’une ère pauvre en données à une ère riche en données en physique des plasmas spatiaux et en météorologie spatiale, nous avons donc besoin de nouveaux outils. une première pour montrer que vous pouvez utiliser l’un de ces outils dans notre domaine et en tirer un résultat vraiment important. Nous avons dû apprendre beaucoup pour pouvoir le faire, mais ce faisant, cela ouvre une nouvelle fenêtre dans les données. “

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université de Warwick. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.