Investigadores han desarrollado una nueva herramienta que representa un primer paso hacia la predicción de fenómenos meteorológicos espaciales con semanas de antelación, en lugar de solo horas. Desarrollado por el Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (NSF NCAR) de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI), este sistema de alerta temprana podría permitir a las agencias y a la industria mitigar los impactos en el GPS, las redes eléctricas, la seguridad de los astronautas y más.
La herramienta, conocida como PINNBARDS, está impulsando una nueva generación de herramientas de pronóstico basadas en inteligencia artificial y física para comprender mejor y anticipar fenómenos meteorológicos espaciales extremos.
Las crecientes amenazas del clima espacial
El clima espacial – impulsado por las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal (CME) – plantea riesgos significativos para nuestro estilo de vida moderno y dependiente de la tecnología.
Cuando el Sol entra en erupción, libera una torrente de partículas cargadas y radiación. Si estas alcanzan la Tierra, pueden desencadenar tormentas geomagnéticas que interfieren con nuestra infraestructura de tres maneras principales:
- Fallo de la red eléctrica: Los campos magnéticos que cambian rápidamente pueden inducir corrientes adicionales en las líneas de transmisión de larga distancia, lo que podría provocar la avería de transformadores y cortes de energía generalizados y prolongados.
- Interrupción de los satélites: Las partículas de alta energía pueden freír la electrónica sensible de los satélites, interrumpiendo todo, desde la navegación GPS hasta las telecomunicaciones globales y la predicción del tiempo.
- Riesgos de radiación: Fuera de la protección de la atmósfera terrestre, los astronautas se enfrentan a dosis letales de radiación. Incluso los pasajeros de vuelos polares de gran altitud pueden estar expuestos a niveles elevados de radiación durante eventos solares severos.
Las alertas tempranas del clima espacial son cruciales para salvaguardar la infraestructura
PINNBARDS conecta las observaciones de superficie de las regiones activas solares con la dinámica magnética profunda del Sol para ofrecer advertencias precisas del clima espacial con antelación.
Ofrece el potencial de plazos de predicción sustancialmente más largos, lo que es fundamental para salvaguardar los satélites, la infraestructura de comunicaciones y la futura exploración espacial humana.
Mausumi Dikpati, científica senior de NSF NCAR, quien lideró la investigación, declaró: “Los estados subsuperficiales reconstruidos a partir de PINNBARDS proporcionan condiciones iniciales para simulaciones avanzadas de la evolución magnética solar, abriendo la puerta a la predicción de dónde y cuándo es probable que surjan regiones activas grandes que producen erupciones, con semanas de antelación”.
Las simulaciones por supercomputadora prueban la precisión de la herramienta
Las simulaciones para la investigación – incluyendo el desarrollo de código, las pruebas y las ejecuciones de producción – utilizaron la supercomputadora Derecho en el Centro de Supercomputación NSF NCAR-Wyoming.
Prediciendo la próxima erupción solar
La investigación fue financiada por el programa NASA Heliophysics Guest Investigator Open (HGIO) y el Centro de Impulso COFFIES (Consecuencias de los Campos y Flujos en el Interior y Exterior del Sol), una iniciativa financiada por la NASA.
“Uno de los objetivos de COFFIES es predecir dónde y cuándo el Sol producirá su próxima gran región activa generadora de erupciones”, dijo Todd Hoeksema, profesor de la Universidad de Stanford y líder del Centro de Impulso COFFIES.
“Al combinar el modelado basado en la física con la inteligencia artificial, este trabajo nos permite mirar debajo de la superficie del Sol y reconstruir las condiciones magnéticas que dan origen a esas regiones”.
