Space Weather, meteorologia spaziale ed uso dell’Intelligenza Artificiale.
La meteorologia spaziale si avvale dell’Intelligenza Artificiale per prevedere e contrastare le condizioni generate dall’attività solare. Nel 2015 la NASA, insieme al Geological Survey e il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha trovato delle connessioni tra il vento solare e le perturbazioni geomagnetiche che possono causare danni ingenti alle nostre tecnologie. Quando parliamo di meteorologia spaziale è’ bene definire cosa sia e dove nasca. La linea “Kármán”che prende il nome dall’ingegnere fisico che ha calcolato il punto nel quale l’atmosfera diviene rarefatta, è una linea immaginaria che si trova ad un’altezza di 100 chilometri sopra il livello del mare nell’atmosfera terrestre, è il punto in cui convenzionalmente inizia lo spazio. La meteorologia spaziale descrive le condizioni ambientali dello spazio occupato dal Sole e dai pianeti, è l’insieme delle proprietà fisiche del sole che interferiscono con la magnetosfera, l’atmosfera e la superficie terrestre. È una scienza che si avvale in modo significativo delle infrastrutture tecnologiche per monitorare gli effetti di una causa antropogenica, parola che si usa per comprendere l’accelerazione climatica. Ci sono fenomeni ai quali siamo soggetti, il plasma ambientale che è il quarto stato della materia, come il fuoco che non è né liquido ne’ solido, l’aurora boreale altro evento di plasma. I campi magnetici, la radiazione elettromagnetica, le tempeste geomagnetiche, che sono in effetti un disturbo significativo della magnetosfera. Questo disturbo si verifica come diretta conseguenza dello scambio di energia dal vento solare all’ambiente spaziale terrestre. L’energia e le particelle che si creano, possono avere molta influenza nei nostri sistemi economicamente vitali, come i satelliti, le reti di comunicazione o le reti elettriche. L’utilizzo di mezzi tecnologici in tutti i settori della nostra vita quotidiana, subiscono una “ vulnerabilità” agli eventi di meteorologia spaziale. In questo campo l’uso dell’intelligenza artificiale può prevedere, in modo rapido e accurato fino a quasi ventiquattro ore di anticipo gli eventuali effetti che si verificherebbero sulla terra. Le tempeste solari possono causare gravi danni a sistemi satellitari di informazione sia militare che meteorologici, ai sistemi di comunicazione finanziaria quali sportelli operativi bancari, transazioni delle carte di credito, telefoni cellulari, blackout elettrici. Oltre al Sole, anche le variazioni nelle fonti non solari di particelle energetiche, come i raggi cosmici galattici, sono considerati parte della meteorologia spaziale poiché alterano le condizioni dell’ambiente vicino alla Terra. La rivista “Space Science Reviews”, grazie alla desecretazione dei dati dei test nucleari condotti in alta quota durante la guerra fredda tra USA e Urss, ha scoperto che aurore polari, o tempeste geomagnetiche, che tendiamo ad associare a fenomeni naturali quali le eruzioni solari, oggi sono studiare e documentate come situazioni di meteorologia artificiale, la stessa che in questa epoca viene potenziata con l’intelligenza artificiale. Pangu Weather è un primo modello di intelligenza artificiale , messo a punto dai ricercatori della Huawei, colosso dell’elettronica e della telefonia cinese. Per realizzare Pangu – Weather è stata costruita una rete neurale profonda, con trentanove anni di dati meteorologici. Un modello per realizzare osservazioni del tempo passato con modelli futuri. Uno dei primi studi elaborati è stato che il flusso d’aria non è lo stesso a tutti i livelli e può essere molto diverso in intensità e direzione se associato a sistemi meteorologici vigorosi. Sicuramente ci saranno futuri vantaggi ma si deve procedere con cautela per non sottovalutare rischi che ancora non sono conosciuti. Non possiamo far finta che i test nucleari che sono sempre stati usati per sperimentare la difesa da missili balistici e per comprendere gli effetti delle radiazioni nell’ambito esoatmosferico, non abbiano influito sulla meteorologia.
Le condizioni quotidiane, che avvengono all’interno della magnetosfera, della ionosfera e della termosfera terrestre, sono di grande importanza, in quanto i cambiamenti dinamici nell’ambiente, che sono causati dal Sole e dal vento solare, possono influenzare il funzionamento e l’affidabilità delle infrastrutture sia spaziali che terrestri.
Nell’economia europea di oggi, numerosi settori sono potenzialmente associati alla meteorologia spaziale. Grazie ad uno studio dell’ESA, è stato stimato che il potenziale impatto socio economico in Europa oggi, derivante da un singolo evento meteorologico spaziale estremo, potrebbe superare i venti miliardi di euro. Nei prossimi anni si prevede che la sensibilità della nostra società e della nostra economia, davanti agli effetti della meteorologia spaziale, aumenterà, in particolare a causa della crescente dipendenza dai sistemi di navigazione satellitare nei trasporti e nell’aviazione.
All’interno dell’economia europea nel suo complesso, ogni singolo settore ha bisogno di dati e servizi meteorologici spaziali specifici, insieme all’ulteriore esigenza che tali servizi siano adattati alle loro particolari applicazioni e usi. Quindi, telecomunicazioni spaziali, radiodiffusione, servizi meteorologici, trasporto stradale e qualsiasi altra attività che dipenda da un posizionamento preciso, fino alla distribuzione di energia e alle comunicazioni terrestri, soprattutto alle latitudini settentrionali. Un’influenza significativa dell’attività solare è riscontrabile nei disturbi ai servizi di navigazione satellitare, come nei confronti del sistema satellitare Galileo, dovuti agli impatti della meteorologia spaziale sull’atmosfera superiore. Galileo è il programma europeo di radionavigazione e di posizionamento via satellite. Programma lanciato dalla Commissione europea e sviluppato in collaborazione con l’Agenzia spaziale europea, ESA, che ha iniziato a fornire, e fornirà all’Unione europea, una tecnologia indipendente rispetto al GPS americano e al Glonass russo, sistemi entrati in attività con la Guerra fredda tra i due Stati. Per anni il GPS è stato l’unico sistema satellitario del globo, in quanto il sistema Russo Glonass è stato ripristinato negli anni 2000 da Putin. L’anno 2023 ha definito il programma europeo Galileo, nel febbraio 2023 il sistema era composto di 24 satelliti operativi, adesso 12 satelliti saranno lanciati tra il dicembre 2023 e il 2026. Con Galileo si prevede di completare la prima generazione del sistema europeo satellitare.
Gli effetti della meteorologia spaziale sono stati visti in quasi tutta l’Europa la sera tra il 5/6 novembre 2023,
con una tempesta geomagnetica di altissima intensità, un fenomeno raro che ha generato un’aurora di colore rosso. I colori variano in quanto l’aurora rossa si manifesta principalmente ad altitudini comprese tra 300 e 400 km, a causa degli atomi di ossigeno, il colore verde avviene ad un’altitudine compresa tra 100 e 300 km, a causa degli atomi di ossigeno, è il rosa violaceo per un’altitudine di circa 100 km, a causa degli atomi di azoto. Solitamente le aurore sono visibili quasi esclusivamente nelle regioni polari, dove è più intensa l’interazione fra il campo magnetico terrestre e lo sciame di particelle provenienti dal Sole, questa aurora è stata vista in un vastissimo territorio: dalla Russia fino alla Grecia.
Gli stati dell’atmosfera sono fenomeni molto complessi, e concatenati, in cui le variabili, a ogni mutamento meteorologico, si decuplicano, generando un “effetto farfalla”.
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