人工智能发现日冕洞以实现空间天气预测的自动化

2021-07-03 11:23:47 信息来源:网络
  对人们来说,太阳看起来几乎是恒定的,但太阳非常活跃,经常爆炸,地球上引起地磁暴力。因此,太阳外层的大气层,即日加冕,一直被卫星的望远镜监视。
  在这些观察中,其中一个突出的特被称为卫冕孔的延伸黑暗区域。它们看起来很暗,因为等离子体颗粒可以沿着磁场从太阳表面逃到行星空间,并在加冕中留下一个问题。孔";。逃脱的粒子形成了高速的太阳风流,最终能够击中地球,引起地磁暴力。这些坑在太阳上的出现和位置随着太阳活动的变化而变化,也为我们提供了关于太阳长期发展的重要信息。
  格拉茨大学的研究科学家,该研究的主要作者RobertJarolim说:";检查加冕孔是传统算法的困难任务,对人类观察者来说也是挑战。太阳大气中有其他黑暗的地区,如丝绸,容易与加冕孔混淆。
  在他们的论文中,作者说明了被称为CHRONNOS(多光谱数据的加冕孔识别神经网络)的卷积神经网络,开发了检测加冕孔的网络。Jarolim说:";人工智能使我们能够根据加冕孔的强度、形状和磁场特性来识别它们,与人类观察者考虑的标准相同。
  根据波长的不同,太阳的大气看起来非常不同。格拉茨大学教授,该出版物的共同作者Astrid,Veronig补充说:";我们用在不同极紫外线(EUV)波长下记录的图像和磁场图作为神经网络的输入,网络可以在多通道表示中找到关系。
  近11年检测出的冠状孔动画版。确定的卫冕孔由红色等高线显示。太阳在太阳周期发生变化,2014年达到了最大的活动。资料来源:Jarolim等,2021年。
  作者通过2010-2017年时间范围内约1700张图片训练自己的模型,表明这种方法对所有的阳光活动水平都是一致的。通过将结果与261个人工识别的卫冕孔进行比较,对神经网进行了评价,在98%的情况下与人类标签相匹配。另外,作者还研究了磁场图的加冕孔检测,看起来和EUV的观测结果大不相同。对于人类来说,光从这些图片就无法识别卫冕孔,但是人工智能学会了通过不同的方式感知图片,可以识别卫冕孔。
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