由社交网络启发的算法揭示了物质的生命周期,空间天气的关键要素


映射表示onlset的社区结构的快照。信用背景地图信用:超级纸

太空天气经常表现为代级,其中北极光等美丽的极光展示伴随着空间中的电流,在地球上具有可能干扰和损坏配电和电气系统的效果。


现在,使用社交媒体灵感的数学工具揭示了这些极光物质的生命周期,以分析地球表面的空间天气观测。

由华威大学领导的研究人员的分析透露,这些物质作为与壮观的极光相关的全球范围电流系统,在高纬度地区达到三分之一。

涉及沃里克大学的新研究,John Hopkin大学 - 卑尔根大学应用物理实验室,卑尔根大学和克兰菲尔德大学,今天(3月23日)在“自然通信”期刊上发表了关于地球磁场的干扰数据,从一百个磁力计在北半球使用一种新技术,使他们能够找到“志同道合的朋友”。

磁力计注册地球磁场的变化。当我们的太阳的带电粒子轰击地球磁场时,它可以像电池一样储存能量。最终,这种能量被释放导致电离层中的大规模电流,从而产生地面上的磁场的干扰。在极端情况下,这可以破坏电力线,电子和通信系统和技术等技术。

使用来自磁力计的SuperMag协作的历史数据,研究人员从网络科学应用了来自网络科学的算法,以在1997 - 2001年之间发生的41个已知的代码物期间找到磁力计信号之间的相关性。这些使用相同的原则,允许社交网站推荐新朋友,或者在浏览互联网时向您推送相关广告。

无论它们位于地球上,检测相干信号的磁力计都与社区相关联。随着时间的推移,他们看到每个代甲从许多较小的社区发展到其峰值的单个大相关系统或社区。这导致作者得出结论,代价是一个连贯的电流系统,它在大部分夜间高纬度地球仪中延伸,而不是许多单独的小型和脱节电流系统。

Lauren Orr博士,作为她在沃里克物理大学的博士学位的一部分,现在位于兰开斯特大学,说:“我们在网络科学中使用了一个良好的方法,称为社区检测并将其应用于一个空间天气问题。这个想法是,如果你在大群中有很多小亚组,它可以挑出亚组。

“我们将此应用于空间天气,以挑选地球磁力计站的群体。从中,我们试图了解是否有一个大型电流系统或许多单独的单独电流系统。

“这是让数据告诉我们发生的事情的好方法,而不是试图拟合观察到我们的想法。”

一些最近的工作表明,极光代甲由许多较小的电流系统组成,并且在整个生命周期中仍然如此。这项新的研究表明,虽然代甲从较小的紊乱开始时,它在大约十分钟的过程中非常迅速变为大型系统。早期阶段缺乏相关性也可能表明,这些代甲如何发展时没有单一机制。

结果对旨在预测空间天气的模型有影响。2012年英国国家风险登记处包含空间天气,并于2017年更新,提出了更多关于预测投资的建议。

桑德拉查普曼的联合作者教授补充说:“我们的研究介绍了一种寻找这些数据的全新方法。我们已经从一个数据差到空间等离子物理和空间天气中的数据丰富的数据,所以我们需要新的工具。它是首先表明您可以将这些工具中的一个带到我们的领域,并获得了一个非常重要的结果。我们必须学会很多能够做到这一点,但在这样做,所以它打开了一个新的窗口进入数据。“

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*将在Nature Communications,DOI:10.1038 / s41467-021-22112-4中公布*使用超镁磁力计的网群结构
关联:https://doi.org/10.1038/s41467-021-22112-4

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