Phương pháp đột phá nhận diện 'bong bóng plasma' - chìa khóa ngăn chặn thảm họa hàng không

TPO - Các chuyên gia Trung Quốc vừa công bố giải pháp định vị chính xác những "bong bóng plasma khổng lồ" tại vùng xích đạo thuộc tầng điện ly. Phát kiến này hứa hẹn giảm thiểu rủi ro tiềm ẩn cho ngành hàng không và cải thiện khả năng ứng phó khẩn cấp.

Những cấu trúc này, có tên khoa học là bong bóng plasma xích đạo (EPB), tồn tại trong tầng điện ly - lớp khí quyển cách mặt đất 50km, nơi phần lớn phân tử khí bị ion hóa dưới tác động của bức xạ mặt trời, tạo thành môi trường plasma đặc biệt.

Hiện tượng này xuất hiện ngay sau hoàng hôn, khi sự vắng mặt của ánh sáng mặt trời làm ngưng đột ngột quá trình ion hóa, nhưng chỉ tập trung ở khu vực gần xích đạo từ trường, không trùng khớp với vị trí xích đạo địa lý thông thường.

Những bất thường tự nhiên này có khả năng làm gián đoạn hệ thống định vị GPS và gây nhiễu tín hiệu vô tuyến , song việc quan sát chúng lại vô cùng phức tạp.

Do tính chất vô hình với mắt thường, các khoang plasma này gần như không thể đo đạc hay giám sát chính xác theo thời gian thực bằng phương pháp truyền thống.

Bóng ma plasma xích đạo ẩn nấp ở đâu?

Một công trình khoa học đăng trên tạp chí Space Weather tiết lộ phương pháp đột phá từ nhóm chuyên gia Trung tâm Khoa học Không gian Quốc gia Trung Quốc và Đại học Bắc Kinh, sử dụng hiện tượng phát quang khí quyển để nhận diện EPB.

Những dải sáng lung linh tương tự cực quang này phát sinh khi plasma trong tầng điện ly lạnh dần về đêm và tái kết hợp thành phân tử khí, giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng khả kiến.

Nhóm nghiên cứu phát hiện EPB làm biến dạng đặc trưng các dải sáng phía trên chúng. Bằng việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo phân tích hơn thập kỷ dữ liệu hình ảnh từ máy chụp toàn cảnh All-Sky Imager tại Trạm Qujing, họ đã xây dựng thuật toán nhận diện chính xác các bong bóng plasma với độ tin cậy lên tới 88%.

Nghiên cứu khẳng định: "Thử nghiệm chứng minh học máy là giải pháp tối ưu để tự động hóa quá trình phát hiện và phân tích đặc điểm EPB".

Ứng dụng tiềm năng nhất là phát triển hệ thống cảnh báo sớm cho các nhà vận hành GPS và sóng vô tuyến, giúp dự đoán chính xác vùng nhiễu loạn và có biện pháp phòng ngừa các kịch bản xấu nhất.