过去一年,地球遭遇了20年来最强的地磁风暴,这场风暴因其强度异常,导致极光出现于美国南部地区,这些地区通常无法观赏到极光。这类风暴对能源供应商来说通常是一个头痛的问题,1989年,加拿大魁北克省就因太阳的等离子体喷发而停电长达9小时。然而,这次美国和加拿大的电力公司已经做了更好的准备,并未出现重大服务中断。
这一事件突显了对抗地磁风暴的正确准备的重要性。过去几年,NASA和IBM一直在努力为科学界及其他相关领域提供更好的太阳天气预测方法。20日,他们发布了这项工作的成果──一个名为Surya的开源基础模型。
Surya这个名字源自梵语,意指太阳。IBM欧洲研究院爱尔兰与英国区总监胡安·伯纳贝-莫雷诺(Juan Bernabe-Moreno)将该系统形容为“太阳的AI望远镜”。IBM利用来自NASA自2010年以来使用的太阳动力学观测卫星(SDO)九年的高分辨率形象来训练这个模型,这些形象包含大量未标记数据,通过自监督学习技术自行识别复杂太阳现象的模式。

训练Surya所用的太阳动力学观测卫星形象。(Source:NASA,下同)
Surya有效地将机器学习应用于太阳形象的解读和预测,初步测试显示,该模型在回答“未来24小时内会有太阳耀斑吗?”这一问题时,比以往系统准确度提高了16%。此外,该模型还能生成SDO可能提前观察到的视觉预测,并能基于观察提早两小时生成太阳形象的视觉预测,这对于基础设施提供者来说可能是个游戏改变者,因为他们在过去几十年中一直在建设更具响应性的电网。

上排为实际观测到的太阳活动,下排为Surya预测的太阳活动。
Surya是一个拥有3.66亿参数的模型,这意味着它可以在较低性能的硬件上运行,提升普及性与集成性。但20日的公告颇具讽刺意味,因为它正值NASA的科学团队面临生存威胁之际。根据报道,美国总统川普在2026财年预算提案中,计划将NASA的科学预算削减近一半,这将影响到包括太阳动力学观测卫星在内的多个任务。根据《行星学会》(The Planetary Society)的分析,该任务的运营预算将从每年1,400万美元削减至800万美元。
虽然两党的政策制定者对此提案表示反对,但由于参议院和众议院尚未就2026年的运营预算完成共识,且拨款截止日期迫在眉睫,NASA的未来仍然不确定。即使削减计划未能实施,该机构仍将失去近4,000名员工,约占其工作人员的20%。
伯纳贝-莫雷诺表示,Surya的成功离不开NASA的支持。他说:“从一开始,NASA的科学团队就告诉我们模型应该做什么,如何验证模型,以及如何确保其稳健性。”
如果说资金状况有什么好的一面,那就是科学团队的工作将继续存在。伯纳贝-莫雷诺表示:“这个模型的美在于我们创造了一种能力──如果你愿意,可以称之为AI平台。这种能力的应用超越了NASA。”
(首图来源:NASA)