Une nouvelle source de données pour aider les scientifiques à mieux comprendre l'ionosphère et son impact potentiel sur les communications et le positionnement, la navigation, et le calendrier, un utilitaire essentiel pour de nombreuses opérations critiques, est désormais accessible au public. Les données, qui a été collecté par des capteurs sur des satellites GPS en 2018, a été publié aujourd'hui grâce à un effort de collaboration du Laboratoire national de Los Alamos et de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

"Les signaux radio des émetteurs satellites ou au sol peuvent traverser l'ionosphère ou rebondir dessus, les conditions ionosphériques ont donc le potentiel de perturber les communications en fonction de la densité des électrons, " dit Erin Lay, un scientifique en télédétection à Los Alamos qui était responsable technique du projet. "Ce nouvel ensemble de données nous aidera à mieux modéliser et prédire le comportement de l'ionosphère et éventuellement à améliorer la fiabilité de nos communications et de notre positionnement, la navigation, et services de chronométrage, qui sont critiques à la fois pour la vie quotidienne et la sécurité nationale. »

L'ionosphère est la frontière entre l'atmosphère terrestre et l'espace, s'étendant d'environ 40 à plus de 250 milles au-dessus de la surface de la Terre. Il est composé d'une atmosphère ténue et de particules chargées (ions et électrons) qui interagissent avec les ondes radio traversantes. Le comportement de l'ionosphère réagit aux conditions météorologiques sur Terre, comme les orages, vent, et les ouragans, ainsi que la météo spatiale créée par les vents solaires impactant le champ magnétique terrestre.

"Le Space Weather Prediction Center (SWPC) de la NOAA dessert une vaste clientèle intéressée par les effets de la météo spatiale sur les communications et les technologies reposant sur le GPS, " a déclaré Bill Murtagh, coordinateur de programme à SWPC. "Nous nous attendons à ce que l'accès à ces ensembles de données de Los Alamos améliore le développement, validation, et le test des modèles utilisés au SWPC pour caractériser et prévoir les perturbations ionosphériques."

Les nouvelles données proviennent de mesures uniques d'événements de foudre, chacun produit un flash d'ondes radio qui se disperse dans l'ionosphère avant d'être détecté par les récepteurs satellites. Chaque flash mesuré fournit un instantané des conditions ionosphériques à cet instant, et de nombreuses mesures de la foudre accumulées au fil du temps offrent une vue unique du temps ionosphérique. Il s'agit du tout premier ensemble mondial de données de densité électronique ionosphérique à utiliser un phénomène source naturel. Avant cette version, les données disponibles pour alimenter les modèles de l'ionosphère provenaient principalement de réseaux de récepteurs au sol, qui sont limités car ils ne surveillent que des emplacements fixes. Selon Lay, "les nouvelles données sont recueillies à partir de la foudre qui se produit partout dans le monde et donneront aux scientifiques la possibilité d'étudier l'ionosphère d'une manière auparavant impossible."

La publication d'ensembles de données sous-utilisés était une priorité établie dans la stratégie et le plan d'action nationaux de météorologie spatiale de 2019. Los Alamos a traité les données de ses capteurs radiofréquence embarqués sur les satellites GPS et utilisés pour la surveillance du traité nucléaire, puis travaillé avec un groupe interagences gouvernemental, appelé les opérations de météo spatiale, Recherche, et atténuation (SWORM), pour faciliter la diffusion publique. Les centres nationaux d'information environnementale de la NOAA hébergeront les données sur les sites existants qui desservent les ressources météorologiques terrestres et spatiales.