人工智能有望预测 2024 年 5 月暴风事件的所有空间天气事件
太阳与恒星天体物理
2025-01-27 v1 空间物理
摘要
空间天气由太阳闪片和 crown 质量抛射（CMEs）驱动，对技术系统构成重大风险。准确预测这些事件及其对地球磁层的影响仍具有挑战性，由于太阳-地球相互作用的复杂性。本研究应用人工智能（AI）预测 2024 年 5 月暴风事件相关事件链，包括来自 NOAA 活动区域 13644 的太阳闪片、指向地球的 CMEs 以及暴烈的磁层风暴。利用磁图切片，Vision Transformer 能够对活动区域形态演化进行分类，视频深度学习方法预测太阳闪片的发生；physics-driven 模型改进了 CME 传播时间预测，使用 coronal 观测和太阳风测量；以及 data-driven 方法利用这些现场测量对磁层风暴随时间展开的警报进行预测。结果显示，CME 抵达预测准确率空前，uncertainty 仅为一分钟。此外，这些 AI 模型在预测太阳闪片发生、起始和磁层风暴恢复阶段方面均优于传统方法。这些发现凸显了 AI 在空间天气预测方面的惊人潜力，以及其作为减轻极端太阳事件对关键基础设施影响的工具的潜力。
引用
@article{arxiv.2501.14684,
title = {Artificial Intelligence Could Have Predicted All Space Weather Events Associated with the May 2024 Superstorm},
author = {Sabrina Guastavino and Edoardo Legnaro and Anna Maria Massone and Michele Piana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.14684},
year = {2025}
}