Степень возмущения магнитосферы принято оценивать с помощью специальных геомагнитных индексов. Планетарные возмущения во время геомагнитных бурь оцениваются с помощью индекса Dst, представляющего собой отклонение вариации магнитного поля от спокойного уровня, усредненное по значениям, измеренным на контрольной цепочке расположенных в низких широтах магнитных станций. Глобальным источником информации об измеренных значениях индекса Dst является Мировой центр данных (World Data Center) в Киото (Япония).
Так как основной причиной возникновения возмущений магнитосферы являются потоки плазмы, истекающие из Солнечной короны (солнечный ветер, СВ), в качестве входных данных для прогнозирования значения индекса Dst используются параметры плазмы СВ и межпланетного магнитного поля (ММП), измеренные космическим аппаратом ACE (Advanced Composition Explorer).
Для прогнозирования часовых значений индекса Dst используются искусственные нейронные сети (ИНС) типа персептрон. ИНС принадлежат семейству адаптивных алгоритмов. Это означает, что в своей работе ИНС опираются не на какую-либо физическую модель, но только на характеристики самих данных. В связи с исключительной сложностью объекта исследования, физических моделей, позволяющих осуществлять прогнозирование значения индекса Dst с приемлемой точностью, в настоящее время не существует. ИНС усваивают необходимую информацию из исторических данных, в процессе обучения на примерах.
Представленная здесь инженерная модель космической среды, предназначенная для прогнозирования среднечасовых значений индекса Dst, в процессе работы использует следующие данные:
• данные о величине ММП – покомпонентно (Bx, By, Bz) и |B| (модуль ММП);
• данные о параметрах плазмы СВ: скорость СВ (v), плотность протонов (np), поступательная температура протонов(T);
• данные об измеренных ранее значениях индекса Dst.
В разделе «Анализ» данного сайта имеется готовый шаблон «Прогнозирование геомагнитных индексов», который позволит Вам просмотреть все данные, используемые для прогноза индекса Dst.
Для обеспечения возможности учёта истории изменения параметров используется т.н. погружение временных рядов, т.е. помимо текущих значений параметров, нейронная сеть принимает на вход почасовые данные о значениях указанных параметров за последние сутки.
Загрузка данных о значениях индекса Dst и обновление прогнозов осуществляются дважды в час. На 33-й минуте каждого часа загружается предварительное значение за текущий час, на 3-й минуте следующего часа оно заменяется на окончательное. Прогноз осуществляется на один час вперёд относительно последнего загруженного значения. Таким образом, горизонт прогноза составляет от 0.5 до 1.5 часов относительно текущего момента времени. Исторические данные показаны на графике красным цветом, предварительное значение за текущий час – синим, прогноз модели – зелёным.
По умолчанию Вам предоставляется график изменения индекса Dst за последние сутки, на который нанесён прогноз модели. При необходимости просмотра графика изменения за более длительный срок выберите требуемый интервал времени с помощью соответствующей кнопки. Перерисовка графика происходит автоматически.
