Солнечные вспышки – это внезапные и резкие выбросы энергии из атмосферы Солнца в виде излучения и электрически заряженных частиц. Эти извержения связаны со многими аспектами «космической погоды», которые могут повредить спутники и создать помехи для систем связи, навигации и энергоснабжения.
В нашем технологически зависимом обществе точное заблаговременное предупреждение о возникновении солнечных вспышек вызывает все большую озабоченность.
«Самый важный аспект любого прогноза – это его результативность», – сказал Блумфилд. «Если мы всегда говорим:« Сегодня ожидается вспышка », мы успешно спрогнозируем все вспышки. Тем не менее, мы будем кричать как волк и ошибаться в большинстве случаев, поскольку вспышки могут возникать довольно далеко друг от друга во времени. Нам необходимо быть точными в наших прогнозах, когда вспышки произойдут, а когда нет, чтобы это имело реальную ценность для общества."
Блумфилд и его коллеги сравнили семь различных систем для предсказания солнечных вспышек: в двух из них использовались изображения, показывающие структуру солнечных пятен; другие пять использовали различные параметры, относящиеся к магнитному полю, включая максимальную напряженность поля, общий поток и силу градиентов. Исходные данные поступали от ряда наземных и космических солнечных телескопов, включая SOHO.
В прошлом прогнозы солнечных вспышек, как правило, проверялись на периодах времени, содержащих различную степень вспышечной активности.
Блумфилд и его коллеги обнаружили, что предыдущая стандартная система оценки прогнозов вспышек была очень чувствительна к относительным уровням активности между периодами испытаний. Команда предлагает принять статистику истинных навыков (TSS) в качестве нового стандартного рейтинга для систем прогнозирования солнечных вспышек.
TSS рассчитывается на основе доли правильных прогнозов вспышек от всех наблюдаемых вспышек за вычетом доли ложных срабатываний от всех наблюдаемых не вспышек.
"Преимущество TSS по сравнению с другими методами оценки заключается в том, что он не изменяется в зависимости от количества наблюдаемых вспышек или не-вспышек.
Мы можем правильно сравнить системы прогнозов, независимо от того, сделали ли они 50 или 5000 прогнозов. Даже в этом случае опросы с небольшими наборами данных по-прежнему подвержены шуму, и их результаты следует считать менее надежными ", – сказал Блумфилд.
Блумфилд и его коллеги обнаружили, что, согласно шкале TSS, адаптивные системы, включая искусственные нейронные сети, на самом деле не работают намного лучше, чем простые прогнозы, основанные на форме солнечных пятен.
Однако исследователи не смогли включить несколько систем прогнозирования в свое исследование, поскольку не все данные, необходимые для расчета TSS, были доступны.
"Если мы хотим продвинуться вперед в разработке стандартной рейтинговой системы для прогнозов вспышек, которая дает значимые результаты, мы должны поощрять солнечных прогнозистов более открыто публиковать свои результаты. Помимо правильно спрогнозированного количества вспышек, нам необходимо знать количество правильных предсказаний без вспышек, ложных срабатываний и пропущенных вспышек.
Если эти различия в статистике вспышек не принимаются во внимание должным образом, некоторые методы могут показаться более эффективными, чем другие, хотя на самом деле они такие же или хуже », – сказал Блумфилд.