Solar eruptions and their manifestation, solar flares, are the most spectacular phenomena in the solar system. Albeit fairly harmless for life on Earth, they do affect astronauts, space infrastructure and applications that rely on it. An accurate solar flare prediction is, therefore, necessary to protect space-based infrastructure and personnel. To this end, Greece is coordinating scientists from six European countries via the European Commission FLARECAST project, aiming to produce an innovative solar flare prediction tool. The talk offers an introduction to prediction methods and tools, including the challenges these present (http://flarecast.eu/).

1. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 1
Ηλιακές
εκλάμψεις:
Η μεγάλη
πρόκληση!
Γιάννης Κοντογιάννης
Μεταδιδακτορικός ερευνητής (FLARECAST)
Κέντρο Έρευνας Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών
Ακαδημία Αθηνών

2. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 2
Η πτήση σας ακυρώθηκε!

3. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 3
Η πτήση σας ακυρώθηκε!

4. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 4
https://www.youtube.com/watch?v=sociWdAR-Ds (M7.2 kai X1.7)
Ταξινόμηση με βάση
την ένταση
X
M
C
B
A
Τι είναι οι εκλάμψεις;

5. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 5
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;

6. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 6
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;

7. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 7
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών

8. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 8
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών

9. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 9
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών

10. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 10
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών

11. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 11
Τι συμβαίνει αμέσως μετά από μια έκλαμψη;
UV – ακτίνες Χ, γ
Ραδιο-εξάρσεις
Σωματίδια πολύ υψηλών ενεργειών

12. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 12

13. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 13
Ηλιακές κηλίδες, κέντρα δράσης και εκλάμψεις

14. 1951, H. Babcock
Περιοχές όπου παρατηρούνται πολύ ισχυρά και εκτεταμένα
μαγνητικά πεδία.
Πώς όμως δημιουργούνται οι κηλίδες;
http://www.windows2universe.org/
http://van.physics.illinois.edu/
30/3/2017 Athens Science Festival 2017
Ηλιακές κηλίδες, κέντρα δράσης και εκλάμψεις
14

15. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 15
Ηλιακές κηλίδες, κέντρα δράσης και εκλάμψεις

16. Ένα μέρος αυτής της ενέργειας
απελευθερώνεται
κατά τη διάρκεια μιας έκλαμψης
(δισεκατομμύρια μεγατόνων TNT).
Πού οφείλονται οι εκλάμψεις;
High Altitude Observatory, Boulder, CO
30/3/2017 Athens Science Festival 2017 16
Το μαγνητικό πεδίο αποθηκεύει ενέργεια!

17. Ένα μέρος αυτής της ενέργειας
απελευθερώνεται
κατά τη διάρκεια μιας έκλαμψης
(δισεκατομμύρια μεγατόνων TNT).
Πού οφείλονται οι εκλάμψεις;
High Altitude Observatory, Boulder, CO
Το μαγνητικό πεδίο αποθηκεύει ενέργεια!
30/3/2017 Athens Science Festival 2017 17
Μπορούμε να προβλέψουμε πού και πότε;

18. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 18
• Μετρήσεις μαγνητικών πεδίων μόνο στη φωτόσφαιρα την «επιφάνεια».
• Ο ήλιος είναι σφαίρα
• Συστηματικές παρατηρήσεις μόνο από το διάστημα
Οι δυσκολίες της πρόγνωσης
• Οι εκλάμψεις είναι σαν τους σεισμούς.
• Τα “false alarm” και τα “missed hits”
έχουν διαφορετικές επιπτώσεις σε
διαφορετικούς χρήστες

19. 1. Συνεχής παρακολούθηση του Ήλιου
2. Μελέτη των φαινομένων και αναζήτηση των
φυσικών μηχανισμών - Δημιουργία μοντέλων
3. Δημιουργία υποδομών και δικτύων πρόγνωσης και
ενημέρωσης
Τι μπορούμε να κάνουμε;
30/3/2017 Athens Science Festival 2017 19

20. Ο Ήλιος υπό διαρκή παρακολούθηση
30/3/2017 Athens Science Festival 2017 20

21. Τι σημαίνει «πολύπλοκο»;
http://www.pozorovanislunce.eu/30/3/2017 Athens Science Festival 2017 21

22. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 22
Ποιο είναι πιο εκρηκτικό;

23. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 23

24. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 24

25. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 25

26. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 26

27. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 27

28. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 28

29. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 29

30. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 30

31. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 31

32. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 32

33. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 33

34. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 34

35. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 35

36. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 36

37. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 37

38. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 38

39. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 39

40. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 40

41. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 41

42. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 42

43. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 43

44. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 44

45. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 45

46. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 46

47. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 47

48. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 48

49. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 49

50. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 50

51. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 51

52. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 52

53. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 53

54. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 54

55. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 55

56. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 56

57. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 57

58. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 58

59. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 59

60. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 60

61. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 61

62. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 62

63. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 63

64. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 64

65. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 65

66. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 66

67. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 67
Επιστήμη στα χέρια των πολιτών

68. Μελετώντας τα μαγνητογράμματα προσπαθούμε να:
• Να μετρήσουμε το μέγεθος της ενεργού περιοχής
• Την ένταση των μαγνητικών πεδίων
• Τη διαθέσιμη ενέργεια
• Το είδος των κινήσεων
• Πόσο ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα διαθέτουν
• Πόσο «περίεργο» είναι το σχήμα τους
• …
• …
30/3/2017 Athens Science Festival 2017
Ποσοτικοποιώντας την εκρηκτική ικανότητα
68

69. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017
Ένα παράδειγμα:
κέντρο δράσης «11158»
Φεβρουάριος 2011
69
Ποσοτικοποιώντας την εκρηκτική ικανότητα

70. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 70
Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα:
το πρόγραμμα FLARECAST

71. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 71
Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα:
το πρόγραμμα FLARECAST

72. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 72
Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα:
το πρόγραμμα FLARECAST
Ακαδημία Αθηνών (Συντονιστής, Ελλάδα)
Northumbria University, (Project Scientist, Ηνωμένο Βασίλειο)
Trinity College Δουβλίνο TCD (Ιρλανδία)
Università degli Studi di Genova UNIGE (Ιταλία)
Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR (Ιταλία)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS (Γαλλία)
Université Paris-Sud UPSud (Γαλλία)
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW (Ελβετία)
Met Office (Ηνωμένο Βασίλειο)

73. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 73
Τι κάνουμε στο FLARECAST

74. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 74
Τι κάνουμε στο FLARECAST
• Συγκεντρώνουμε όλες τις ποσότητες που έχουν χρησιμοποιηθεί
στην πρόγνωση με υποσχόμενα αποτελέσματα.
• Φτιάχνουμε αλγόριθμους υπολογισμού και υπολογίζουμε
ποσότητες για όλες τις παρατηρήσεις από το 2012 ως σήμερα
• Αποθηκεύουμε σε βάση δεδομένων (~1.000.000 μετρήσεις)

75. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 75
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Τεχνητή Νοημοσύνη
(Νευρωνικά δίκτυα, μηχανές διανυσμάτων
υποστήριξης κλπ)
Εκπαιδεύουμε αλγόριθμους να ξεχωρίζουν
Τα κέντρα δράσης που «δίνουν» εκλάμψεις
μέσα στις επόμενες ώρες (6, 12, 24 κλπ)

76. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 76
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Αξιολογούμε την ευστοχία των μεθόδων
μας.
“False alarms” -- “missed hits”
Ερχόμαστε σε επαφή με τις
ενδιαφερόμενες ομάδες και τις ανάγκες
τους.

77. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 77
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Αξιολογούμε την ευστοχία των μεθόδων
μας.
“False alarms” -- “missed hits”
Ερχόμαστε σε επαφή με τις
ενδιαφερόμενες ομάδες και τις ανάγκες
τους.

78. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 78
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Αναπτύσσουμε νέες μεθόδους πρόγνωσης
Εξετάζουμε/αναπτύσσουμε νέες ιδιότητες των
κέντρων δράσης
Μελετάμε
• τους μηχανισμούς των εκλάμψεων
• τη σχέση τους με άλλα φαινόμενα ηλιακής
δραστηριότητας κλπ

79. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 79
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Διαδικτυακό εργαλείο πρόγνωσης
Προγνώσεις σε πραγματικό χρόνο
Ο χρήστης μπορεί
• Να «τρέξει» δικές τους προγνώσεις,
• Να ενσωματώσει τα δικά του «πακέτα»
• Να διατηρήσει αντίγραφο του εργαλείου
και να το «τρέχει» στο μηχάνημά του

80. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 80
Τι κάνουμε στο FLARECAST
Δημοσίευση των αποτελεσμάτων
Δράσεις διάχυσης σε γενικό κοινό και σχολεία
Workshops για τους ενδιαφερόμενους χρήστες
(επιστήμονες, βιομηχανία, τηλεπικοινωνίες, κυβερνητικούς
φορείς κλπ)

81. 30/3/2017 Athens Science Festival 2017 81
Τι κάνουμε στο FLARECAST
flarecast.eu

82. 30/3/2017 82
Σας ευχαριστώ!