«Наша модель позволит строить прогноз количества электронов в атмосфере так же, как мы это делаем с количеством осадков в прогнозе погоды. Знания о количестве электронов необходимы для улучшения работы систем навигации, поскольку позволят разработчикам делать более точные устройства», - заявил ведущий научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН (Новосибирск) Юрий Ясюкевич.
Ионосфера была открыта еще в начале XX века итальянским физиком Гульельмо Маркони во время проведения первого сеанса радиосвязи между двумя далекими континентами. Он обнаружил, что в атмосфере существует прослойка из заряженных частиц, отражающая радиоволны. Сейчас ученые активно изучают то, как различные природные и рукотворные феномены влияют на состояние ионосферы, в том числе плотность и количество электронов внутри нее.
Юрий Ясюкевич и его коллеги разработали подход, который позволяет точно прогнозировать то, как меняется число подобных частиц в зависимости от различных факторов, в том числе времени суток, сезонных колебаний и перемен в уровне солнечной активности. Для разработки этой методики исследователи проанализировали данные по содержанию электронов в ионосфере, которые были собранные с 1998 по 2023 г. в разных регионах мира, в том числе в Сибири, Европе, Японии, Канаде и Австралии.
Эту информацию исследователи использовали для обучения нейросети, которая способна очень точно прогнозировать количество электронов в атмосфере, опираясь всего на два параметра - время и так называемый "индекс F10.7", отражающий среднесуточный уровень солнечной активности. Работу этого алгоритма ученые проверили, просчитав при его помощи колебания в количестве электронов во время текущего цикла солнечной активности, который начался в конце 2019 года.
Проведенные исследователями расчеты показали, что новый подход оказался значительно точнее, чем уже существующие методы прогнозирования свойств ионосферы.
По словам физиков, их разработка поможет инженерам более точно прогнозировать то, как быстро сигналы спутников ГЛОНАСС и других навигационных систем проходят через атмосферу. Это позволит повысить точность спутниковой навигации примерно на 15%, отметили ученые.
