宇宙天気予報の精度を上げる技術の開発 ~機械学習とビッグデータで、太陽フレア発生予測を8割へアップ~
国立研究開発法人情報通信研究機構
宇宙天気予報の精度を上げる技術の開発
~機械学習とビッグデータで、太陽フレアの発生予測を8割へアップ~
【ポイント】
■ 機械学習とビッグデータを用いた手法が、太陽フレアの予測にも有効であることを実証
■ いまだに解明されていない太陽フレアの発生メカニズムを解明する鍵が得られた
■ 従来よりも早い予報が可能になり、宇宙天気の影響による災害の早期対策へ貢献
国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT、理事長代行: 黒瀬 泰平)は、電磁波研究所及び先進的音声翻訳研究開発推進センターにおいて、機械学習とビッグデータを用いた予測モデル開発により、宇宙天気予報の精度を格段に上げることに成功しました。
NICTでは宇宙天気予報を毎日配信していますが、予報精度の向上が長年の課題でした。今回、複数の機械学習の手法を太陽観測データ解析に応用することで、大量の情報処理による統計的な太陽フレアの予測を可能にしました。その結果、従来の人の手による5割程度の手法に比べると、8割を超える世界トップクラスの精度まで予測精度を上げることができました。また、太陽フレア発生前に現れる特徴を、統合的に機械学習によるデータ分析から明らかにしました。そのことにより、太陽フレアの謎を解く鍵が得られたとともに、従来の一日一回の予報からリアルタイム予報への道が拓け、宇宙天気の影響による災害に対して、より早期の対策準備ができるように実用化を進めます。
この成果は、米国の専門誌「Astrophysical Journal」に、1月25日(水)(日本時間1月26日(木)午前2時)に掲載されます。なお、本研究の一部は、JSPS科研費(JP15K17620)の助成により実施されました。
【背景】
NICTでは毎日、宇宙天気予報を行い、広く一般に情報配信をしています。宇宙天気の源となる太陽面爆発フレアは、黒点周辺に蓄えられた磁場の歪みエネルギーが基になって発生し、大量の放射線や有害な粒子が地球に降り注ぎます。宇宙天気による通信障害や航空機運用及び電力網への影響といった様々な社会現象に対して、より早期に対策を取るため、太陽フレアの予測が求められています。近年、太陽衛星観測による監視体制が整ってきていますが、膨大な量の観測データの処理の困難さなどのため、従来の宇宙天気予報の予報精度は長い間上がらず、新しいアプローチによる精度向上が喫緊の課題となっていました。
【今回の成果】
今回、電磁波研究所の宇宙天気予報研究チームは、先進的音声翻訳研究開発推進センター(ASTREC)の機械学習専門グループと連携し、複数の機械学習の手法を太陽観測データに適用することで、人では処理しきれない大量の情報による統計的な予測を行う新しい技術を開発しました。学習データ作成には、NASAのSDO衛星観測による高分解能データ30万枚というビッグデータを用い、約60個の黒点の特徴に注目しました。特徴の検討には、長年にわたる宇宙天気予報の経験を反映させました。
その結果、従来5割弱程度だった太陽フレアの予測精度から、8割を超える世界トップクラスの精度を達成しました。また、機械学習を用いた分析により、どの特徴が、どの程度予測に有効かを統合的に示し、新たに選んだ黒点の特徴が従来考慮されてこなかった太陽フレアの前兆を示すことを初めて明らかにしました。
【今後の展望】
現在、国際民間航空機関(ICAO)では2020年頃を目標に、海洋上・極域航路での通信、宇宙放射線被ばく、更にGPSを利用した測位などに影響を与える宇宙天気の情報を、通常業務で利用しようという計画が進められています。
このような状況において、本太陽フレアの予測モデルが、リアルタイムで、より精度の高い予測情報として活用されるよう、今後、検証しながら実用化を進めていきます。
マドンナ、「性的すぎる」と観客に訴えられる 世界ツアー「セレブレーション」の演出に不快感
相川七瀬、サッカー鹿島戦観戦 まさかの人とのツーショット写真にネット騒然「交友関係が広い」
「本当に40歳ですか?」島袋寛子へそ出しショットに反響続々「10~20代に見えます」
藤原紀香、終活について自身の考え述べる「誰もが来るその終わりまで人生をより輝かせること」
ロバーツ監督が笑顔 大谷翔平と真美子夫人から誕生日プレゼントでもらったものは…
「ミス東大2020」神谷明采、さんま御殿であの超大物アーティストと共演「握手しちゃった」
元カリスマホスト、営業再開した父の中華料理店が大盛況に感謝「愛されすぎております」
長谷川理恵、12年目の結婚記念日「二人ともすっかり抜けていた」と告白
鈴木誠也 4打数1安打で10戦連続安打も3三振 カブスは敗れる
31歳元モー娘。女優が母の還暦祝いに箱根旅行へ「今度は北海道に連れてってあげたいなぁ」
柏原崇(45)現在を調べてみた結果、相変わらずかっこよすぎた!
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
浜崎あゆみ、子供の写真公開に疑いの声止まず「よそのお宅の子供?」
大谷翔平被弾投手が悪態ついて退場処分!次打者フリーマンと対戦中に判定巡り塁審と口論
YouTuberジュキヤの動画企画が大炎上「普通に痴漢」「気持ち悪すぎ」
千原せいじのシエラレオネ巡る発言 NPO代表理事が公式謝罪忠告「最悪、国家間の問題に発展」
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
大谷翔平10試合ぶり14号 シティフィールド初アーチ、26球場目は自らの日本人記録更新
大谷に被弾→次打者判定で審判と口論→退場→「チーム、自分も最悪」→戦力外
何があった!?「エアコン」が想定外の壊れ具合!投稿者に話を聞いた
柏原崇(45)現在を調べてみた結果、相変わらずかっこよすぎた!
玉置浩二の妻、青田典子(53)の現在がとんでもない事になっていると話題に
ユーチューバーもこう氏、元彼女・成海瑠奈について赤裸々告白
元めちゃイケメンバーの三中元克(32)現在は何をしているのか調べてみた!
TikTokを賑わす「フエラムネごめんなサイダー味」がセブンイレブンで再販!じゅるるマスカットも買うなら今!
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
ガーシーが綾野剛のLINE公開でネット騒然「ショック」「すごいエンタメ」
岡本夏生(56)、1600日ぶりにブログを更新した現在が衝撃
大原櫻子、ガーシー暴露後初のSNS投稿に賛否の声「イメージ最悪になった」
マドンナ、「性的すぎる」と観客に訴えられる 世界ツアー「セレブレーション」の演出に不快感
相川七瀬、サッカー鹿島戦観戦 まさかの人とのツーショット写真にネット騒然「交友関係が広い」
「本当に40歳ですか?」島袋寛子へそ出しショットに反響続々「10~20代に見えます」
藤原紀香、終活について自身の考え述べる「誰もが来るその終わりまで人生をより輝かせること」
ロバーツ監督が笑顔 大谷翔平と真美子夫人から誕生日プレゼントでもらったものは…
「ミス東大2020」神谷明采、さんま御殿であの超大物アーティストと共演「握手しちゃった」
元カリスマホスト、営業再開した父の中華料理店が大盛況に感謝「愛されすぎております」
長谷川理恵、12年目の結婚記念日「二人ともすっかり抜けていた」と告白
鈴木誠也 4打数1安打で10戦連続安打も3三振 カブスは敗れる
31歳元モー娘。女優が母の還暦祝いに箱根旅行へ「今度は北海道に連れてってあげたいなぁ」