诺桑比亚大学的一位物理学家获得了超过 50 万英镑的奖金，用于开发人工智能，以保护地球免受毁灭性太空风暴的侵害。

用于预测太空天气的人工智能

来自太阳的活动，如太阳爆发，称为日冕物质抛射，导致等离子体以超音速射向地球，这可能导致电力和通信系统严重中断。

随着我们越来越依赖技术，太阳风暴对我们的日常生活构成了严重威胁，导致恶劣的太空天气在 2011 年首次被添加到英国国家风险评估中。

诺森比亚的 安迪史密斯博士 最近获得了 自然环境研究委员会 (NERC)的研究奖学金， 以探索如何使用受物理学启发的机器学习来更准确地预测太空天气和预测严重的太空风暴。

在 下一代受物理启发的人工智能空间天气预报 项目中，史密斯博士和他的团队将分析过去 20 年来自卫星和太空任务的大量数据，以更好地了解风暴可能发生的条件发生。

然后他们将开发尖端的计算机模型，该模型将使用收集到的数据来预测未来何时会发生此类风暴，预测北极光或极光等现象。

正如史密斯博士所解释的那样：“太空天气影响社会的主要方式之一是通过地面电力网络和管道中意外的能量激增。

“这些浪涌会加速电力系统的老化，甚至会导致电力变压器等部件立即发生故障，导致电力完全丧失。

“这项研究将在理解和预测我们何时面临因地球磁场快速变化引起的这些浪涌的风险方面取得飞跃。”

纵观历史，有几个严重的地磁太空风暴的例子。1989 年 3 月，一场巨大的太阳风暴导致加拿大魁北克市断电 9 个多小时，极光或“极光”在南至得克萨斯州和佛罗里达州都可见。

2003 年，因发生在 10 月底而得名的万圣节太阳风暴影响了基于卫星的系统和通信，建议飞机避开极地附近的高海拔地区，并在瑞典造成长达一个小时的停电。

但有史以来最强烈的地磁风暴是 1859 年的卡林顿事件，它导致了世界各地可见的强烈极光显示，以及多个电报站的火灾。英国天文学家理查德克里斯托弗卡林顿和理查德霍奇森独立观察并记录了与该事件相关的太阳耀斑。

正如史密斯博士所解释的那样：“我们对电力网络的依赖意味着，一场与卡林顿事件规模相同的风暴将在今天造成毁灭性的后果，这使得准确的预报系统变得更加重要。

“我们通过这个项目开发的技术可以保护地球免受地磁风暴的影响，因为我们可以预测此类事件何时发生，从而让我们做好准备。

“例如，在英国，这将通过英国气象局进行协调，英国气象局将通知国家电网，后者将启动保护我们电网的计划。

“这不是地球是否会受到严重太空天气事件袭击的问题，而是何时发生的情况——这种受物理学启发的人工智能系统将使我们能够预测此类事件并保护自己免受其害。”

史密斯博士是 诺桑比亚大学太阳和空间物理研究小组的成员，这是该大学研究太空天气对地球影响的学者获得的一系列备受瞩目的资助中的最新一员。

2021 年，由克莱尔·瓦特 (Clare Watt) 教授领导的团队从科学技术设施委员会 (STFC) 获得了 400,000 英镑的资助，用于开发 预测地球上方辐射带状况的新方法，为卫星和航天器提供更安全的条件。

肖恩·布卢姆菲尔德 (Shaun Bloomfield) 博士领导诺森比亚参与了 空间天气经验集合包 (SWEEP) 项目，该项目受英国气象局委托开发改进的太阳风暴预报系统。他还是 EC Horizo​​n 2020 资助的 FLARECAST 项目的项目科学家，该项目涉及来自六个国家的科学家开发一项服务来预测太阳耀斑的发生。

理查德·莫顿 (Richard Morton) 博士正在领导耗资 120 万英镑的 揭示太阳阿尔芬尼波 (RiPSAW) 模式的项目，并在 2020 年获得了久负盛名的 UKRI 未来领袖奖学金。该项目涉及使用先进的数学技术和尖端的计算机模拟来创建模型太阳，这将提供对其活动背后的物理学的新见解。

James McLaughlin 教授 领导诺森比亚大学的太阳和空间物理研究小组，并且是耗资 130 万英镑的 NUdata STFC 数据密集型科学博士培训中心的首席研究员。

他说：“诺森比亚大学在英国努力了解太空天气的科学和技术方面发挥着多重关键作用。通过我们的数据密集科学博士培训中心，诺森比亚正在培训下一代数据科学和人工智能专家。史密斯博士的新项目补充并加强了这两个大学实力领域。”

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