2024年的諾貝爾獎授予美國的約翰·霍普菲爾德（John Hopfield）和英國起源的加拿大科學家杰弗裡·欣頓（Geoffrey Hinton），其最初是在教學機械和人造神經網絡方面的最初工作。現在，這種變革性的技術正在在包括大氣研究在內的各個領域浪潮。這樣的例子是一項非凡的研究，以預測地球電離層的行為，表明神經網絡如何徹底改變科學探索。
了解地球電離層行為的非凡進展是通過一項關於預測赤道區域電子總含量的準確性的新研究。研究人員Olga Maltseva博士和俄羅斯南聯邦大學的Artem Kharakhashyan博士探索了赤道附近不同國家的預測準確性如何變化。他們的發現基於高級學習方法，在同事Geodesy和Geodinamics修訂的雜誌中詳細介紹了他們的發現。
被稱為電離層的大氣層層，該層充滿電子和自由離子，對於全球導航系統和通信網絡至關重要，因為它會影響信號在太空中傳播的方式。電子的總含量，即電離層中的所有顆粒的質量，可以準確預測非常具有挑戰性。雖然過去的研究通常基於有限的數據和較舊的方法，但該研究使用了更好的學習模型，這些模型在兩個方向上都“看”，從而顯著改善了短期和長期間隔的預測。
Maltseva博士和她的團隊使用JET推進實驗室創建的全球地圖從位於赤道附近的14個站點進行了檢查，以分析總電子含量的變化。這些地圖提供了有關電離層如何變化的詳細觀點。使用有關太陽能活動的數據對模型進行了訓練，這是指太陽能量產生的變化，地磁影響，這是由地球磁場和其他大氣因子造成的影響。這些創新的方法超過了它們以前提供了更準確的預測，同時消除了由地理差異引起的不一致之處。較舊的方法傾向於產生根據位置而變化的結果，從而使它們在全球範圍內降低。
Maltseva博士強調了這一點的重要性，“我們的發現證明，雙邊方法不僅可以提高準確性的預測，而且還可以中和誤差邊距的地理變異性，從而為全球電離層監測提供了強有力的解決方案。”
全面的分析包括Niue，Jicamarca和Darwin等電台，這些站點對電子在不同大氣條件下如何波動的總內容提供了寶貴的了解。特別是，在一場巨大的磁性風暴中，2015年12月，由太陽能活動引起的地球磁場的暫時關注，這些模型在保持其準確性方面表現出色，即使在太空中的極端天氣條件下也表現出了阻力。
這樣的進步強調了先進技術在電離層研究中的潛力。通過解決不同國家預測的可靠性的變化，這些模型為改善服務（例如全球導航和災難響應）打開了大門。未來的用途可能包括與衛星數據的實時集成，以進一步增加預測並有助於減輕自然或人造中斷的風險。
日記
Khakrakhashyan，A。和Maltseva，O。 （2024）。 “赤道區域中電離層電子總含量準確性的縱向依賴性。” Geodesy and Geodinamics，15（2024），528-541。 doi：
作者周圍
Olga Maltseva博士 他是俄羅斯Rostov-on-Don的南聯邦聯邦大學研究所的主要研究員。在她的漫長職業生涯中，她發表了許多期刊報紙和一些專著，以模擬各種頻帶在電離層和磁層中的無線電波的傳播。它目前的興趣涉及對經驗電離層模型的驗證，這些模型中總電子含量（TEC）的同化以及磁性風暴對TEC全球分佈的影響的研究。
