论地磁暴与9375MHz45C型爆发

本文探索利用太阳爆发事件预测地磁暴的可能性。选取了持续时间大于10分钟的9375MHz45C型爆发,深入分析了它与地磁暴的相关性质,并对由此建立的预报方程进行了实际的检验,亦相近于国际上“Stonchoker的先进的预报系统”的水平。     

耀斑、200MHZ射电爆发和地磁暴

本文对伴随二级以上耀斑持续时间大干10分钟的200MHz射电爆发和地磁暴的相关进行了较为深入地分析计算和讨论。结果表明,二者的相关比率为80％;地磁暴开始时间相对200MHz射电爆发开始时间的时延τ和射电爆发的平均能量E呈负相关,相关系数r=-0.529,显著水平95％,回归方程的置信水平95％;磁暴主相极大变幅ΔH限E呈正相关,r=0.714,显著水平99％,予报方程的置信水平99％。由此对地磁暴开始时间、主相极大变幅的予报问题进行了尝试,并对予报实际效果进行了检验。     

2003年10月与11月两次主要日冕物质抛射事件的空间天气效应比较

研究了分别发生在2003年10月28日和2003年11月18日的两次相似的强烈日冕物质抛射(CME)事件.通过比较这两次CME事件以及它们的行星际响应,分析了其伴随的两种主要空间天气效应:太阳高能粒子事件和地磁暴.这两次CME事件均伴随有一个强耀斑和一次暗条爆发,并且之前都有一个较弱的CME从同一源区产生.第一个CME事件引起了一次极大的太阳高能粒子事件,而第二个则没有引起明显的太阳高能粒子事件.这两次CME事件均引起了大的地磁暴,且第二个CME所引起的地磁暴比第一个CME所引起的地磁暴更强.通过比较分析这两次CME事件,以及与之相关的活动现象和对应的行星际磁云(MC),讨论了这两次CME引起不同空间天气效应的原因:形成不同强度的太阳高能粒子事件在于CME爆发过程中的能量释放率在这两次事件中显著不同,而地磁暴强度的差异则是由行星际MC轴的方向以及MC经过地球时的相对位置不同造成的.     

甚低频电磁波方法预报地磁暴

通过观察甚低频电磁波的相位变化,预测太阳耀斑的级别.当太阳耀斑爆发时,太阳表面首先会发出大量电磁辐射(主要是X射线),甚低频电磁波能很好地感应到此辐射;其次还喷射出大量带电低能粒子流,这会引起地磁暴,且通常在耀斑爆发1~2d之后到达地球.给出了一个预报地磁暴的实例.两事件的时间间隔约为28h,太阳风的速度约为1 484.1km/s.     

用多元统计分析予报地磁暴

用多元统计分析对地磁暴与太阳活动的相关性进行了研究,同时提出了一种予报地磁暴的方案。根据分析结果,提出了一些值得进行理论研究的问题,如:太阳黑子磁场对地磁暴发生的重要作用,地磁暴的分类等。全部资料来自北京天文台和地磁台(1971—1974年)。     

基于BP神经网络的太阳质子事件预报模型

为了提高太阳质子事件的预报精度,采用反向传播神经网络(BackPropagation,BP)建立太阳质子事件预报模型。预报模型是三层网络结构,输入层有6个神经元组成,分别对应预报因子的特征值;隐层设置3个神经元;输出层的一个单元对应于活动区是否爆发质子事件。模型选择描述活动区特征的参量作为预报因子。数据实验采用2002年的数据进行模拟预报,结果显示预报模型具有较高的报准率。     

太阳磁暴的奥妙

2004年，地球经受了一系列强烈的磁暴袭击，如此强烈的爆发是什么原因引起的?太阳磁暴对人类有什么影响?俄罗斯科学院地磁学、电离层和无线电波传播研究所地球物理环境预测中心的专家介绍了有关情况。     

风云1号卫星相对论电子观测结果和增强事件分析

风云1号（FY—1）卫星运行在约870km的近地轨道上,安装于该星上的“空间粒子成分监测器”对相对论电子（〉1．6MeV）进行了长期的观测．参考同期的“SAMPEX”卫星同类探测结果,对1999年6月至2005年的风云1号卫星相对论电子观测数据进行了统计分析．并结合ACE卫星太阳风速度数据及地磁活动指数（Dst指数）,对近地轨道相对论电子增强事件与高速太阳风和地磁暴的相关关系进行了讨论．分析结果表明日平均通量峰值大于400cm^-2．sr^-1．S^-1的强相对论电子增强事件频发于太阳活动峰年向谷年转变的过渡时期;风云1号卫星在2003～2005年期间观测到4次持续时间长达26～51d不等的相对论电子增强事件,分析表明这4次持续长时间的事件与高速太阳风和强地磁暴密切相关,而且在增强事件爆发前连续发生2～3次强地磁扰动的空间环境扰动特点是这4次事件的一个共同特征;相关系数的计算结果表明,相对论电子增强事件的通量峰值与太阳风速度和Dst指数均具有较好的相关性,强度大的增强事件与太阳风速度和Dst指数的相关性明显优于强度低的事件．     

基于统计学习技术的太阳质子事件预报模型

结合太阳耀斑与日冕物质抛射参量作为预报因子建立太阳质子事件预报模型。描述太阳耀斑的三个特征参量包括耀斑峰值流量、持续时间和耀斑维度;太阳质子事件的三个特征参量分别为CME宽度、CME速度和测量位置角度。首先使用信息增益率评价各参量对质子事件发生的重要度,结果表明相比于耀斑峰值流量和持续时间,CME宽度和速度对质子事件发生具有更高的重要性。基于上述参量,应用线性Logistic回归方法建立质子事件预报模型。对模型进行检测并与只选用耀斑参量的预报模型的预报结果进行比较,结果显示采用耀斑结合CME参量的预报模型具有较高的预报准确率和较低的虚报率,尤其对于质子事件发生的报准率提高较多(67.5%上升到90%)。实验结果验证CME参量作为预报因子的有效性。     

急始型磁暴特性及其与耀斑的关系

根据1936—1962年佘山地磁台磁照图,选出141个典型的急始型(SC)磁暴,其中强主相、弱主相和无主相磁暴分别为45个、42个、54个。利用耀斑和1V型射电暴等资料证认出对应的耀斑。用统计方法研究了三类磁暴及对应耀斑的统计特性。估计了耀斑抛射的微粒流的特性。用相关分析研究了磁暴特性同耀斑和微粒流特性的关系。本文得到的主要结论是: 1.产生强主相SC磁暴的耀斑较强,主要集中在日面中心经圈附近;产生弱主相和无主相SC磁暴的耀斑较弱,前者沿日面的分布有明显的东西不对称性,后者沿日面的分布比较均匀。 2.磁暴主相的形成同微粒流的速度关系密切,但同微粒流密度的关系不大。平均而言,SC磁暴对应微粒流前锋处的密度是10—40质子/厘米~3。 3.SC磁暴对应微粒流的抛射角约为120°±(20°—30°),总动能的下限为10~(27)—10~(28)尔格。 4.磁暴时ap和Kp的极大值ap_(max)和Kp_(max)同微粒流速度v关系密切,而磁暴主相极大振幅ΔH_(max)同v的关系却很不密切。 5.太阳的磁赤纬(卽日下点的地磁纬度)对磁暴的强弱和类型都有影响,可能主要影响强弱。     

太阳瞬时爆发事件对我国降水的影响

进入地球低层大气的高能太阳质子对我国降水有一定的影响,经统计分析得出:有80％以上进入地球的强太阳质子事件出现72～80小时后我国长江流域以南广大地区内的平均降水量在关键日后有明显的增加,特别是在低值系统活动地区降水必然要增加20％以上。说明这种高能太阳质子供给天气系统的能量与短期天气系统本身所具有的能量相当。因此,完全可以将其作为短期降水预报中的一个预报因子从而提高短期降水预报中的预报水平。利用太阳瞬时爆发特性指数的大小和其三年周期变化规律可作出每年3月份的旱涝预报。笔者分析还表明,进入地球低层大气的高能太阳质子事件对我国降水的影响与磁暴的类型和强弱关系不大。本文对于促进日地关系的进一步研究具有一定的现实意义。     

太阳微波爆发与质子事件警报

本文对1966—1973年期间的40个9.4GH_z(λ=3.2cm)太阳微波射电爆发与太阳质子发射之间的关系进行了统计研究。 考察了太阳微波爆发的八个参量对于预报伴随的质子发射强度的效能,结果表明能量参数比时间参数和流量密度参数要好。用时间参数(包括有效持续期T_M)预言的质子强度,对于渐升渐降型爆发,要比实际值高。而流量密度参数,诸如峰值流量密度Smax,对于脉冲型爆发来说,不是很好的指示因子。但是,如果超过某一时间阈值,例如T_(1/2)>2分钟,则在平均流量密度(?)与太阳质子流量密度I_P之间有着紧密的相关,相关系数约为0.8。     

一种短波段电离层突然骚扰的连续监测设备

太阳耀斑爆发时将引起地球电离层的一系列突然扰动现象,称做电离层突然骚扰,即所谓的SID事件。由于这现事件严重地影响无线电通讯,同时,太阳耀斑爆发本身的机制也是太阳物理及日地物理中很重要的课题,需要对这些现象的形态学方面进行深入研究。因此,对耀斑及其伴随的各种现象的观测,记录监视及资料分析无论对国民经济以及基础天文和地球物理的研究都有着十分重要的意义。     

油气管网与电网的地磁暴干扰机理比较研究

地磁暴是由太阳风暴冲击地球磁层引起的地磁场剧烈扰动。地磁暴会对地面人工技术系统形成危害,威胁技术系统的安全;其中,规模庞大的油气管网和电网最容易受到影响。首次对油气管道和电网的地磁暴干扰机理进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论。电网与油气管网地磁暴效应都起源于空间天气对地球磁层-电离层的影响,作用于特定对象上由不同作用原理产生不同干扰。油气管网主要产生PSP及GIC,而电网仅有GIC的影响。根据作用原理不同,二者建模计算各异。通过分析特定事件、原理分析以及建模计算,对油气管道和电网地磁暴的干扰机理进行比较研究,首次阐明油气管网地磁暴干扰机理,为油气管网地磁暴效应特征研究以及地磁暴灾害防治提供了重要依据。     

地磁要素年均值的太阳周期变化

本文利用我国部分标准地磁台的观测资料,分析研究了地磁通日、静日和静日午夜年均值与周期远小于一年的短期扰动关系。结果表明,磁暴和地磁周日变化等短期扰动不同程度地影响了通日年均值,地磁年均值的太阳周期变化(长期变化)中含有短周期扰动的贡献。     

应用单站地磁资料予测大范围F_2层骚扰的探讨

分析了1969—1972年19个大地磁暴时的F_2层骚扰,发现30°N-42°N和43°N-50°N这两个地磁纬圈上的F_2骚扰暴时变化,相当好地遵循地磁暴的赤道D_(st)变化。探讨了从局地地磁资料中提取暴时分量以代替D_(st)的可能性。分析表明,局地地磁资料通过滤波处理是有可能分离出类似于D_(st)的暴时分量的,它在予测F_2层对地磁的响应方面与D_(st)也是等效的。最后理论分析表明,赤道环电流粒子可能加热亚极光带的热层,贡献于引起中纬F_2骚扰的暴环流,从而解释了D_(st)和D_(st)(△f_0F_2)的形态相似。     

2013-09 科技要闻

Ia型超新星研究获新进展Ia型超新星的爆发以及它们的前身星的物理机制仍然是个谜题。幸运的是,近几年来观测到的Ia型超新星的数据显著增长,天文学家能够探测超新星统计学上的性质,并建立起它们与宿主星系的联系。清华大学物理系天体物理中心副教授王晓锋等对一类超新星(源于1.4个太阳质量的致密星,也就是"白矮星"热核爆炸产生的,简称Ia型超新星)的光谱特征和它们宿主星系的性质进行了最新的研究,发现了低膨胀速度与高膨胀速度的两类Ia型超新星有着本质的区别,     

磁暴诱发电网故障灾害风险分析研究进展

地磁暴是太阳磁场剧烈变化在地球表面的作用结果,所产生的地电场会造成接地变压器直流偏磁,继而对电力系统安全运行造成不利影响。随着电网规模的增大和电压等级的增高,磁暴已经成为诱发电网灾害性故障风险的威胁之一。研究电力系统磁暴灾害风险能够为预防与控制其引发的电网事故提供重要参考。通过剖析磁暴引发的电力系统故障灾害电性历史事件,讨论了磁暴诱发电力系统风险机理与特点。分别从电网GIC引起的变压器故障和电力系统事故风险两个方面综述了近年来国内外电网磁暴灾害风险研究现状,分析了影响电网磁暴灾害风险的多样性和复杂性以及风险评估的难度;并指出了未来电网磁暴灾害风险的研究方向为风险评估、量化风险影响因素对风险的作用和风险防御等3个方面。     

一种黑子特征自动提取的太阳耀斑模型

太阳耀斑是最剧烈的太阳爆发之一,太阳耀斑能够在几分钟内对空间环境产生影响,为了更好地应对太阳耀斑爆发的空间环境效应,本文提出一种基于自动特征提取方法的太阳耀斑预报模型.该模型以太阳黑子的连续谱观测图像为输入,利用卷积神经网络的自动图像特征提取能力,建立太阳耀斑预报模型.传统的以太阳黑子特征为输入的耀斑模型需要以黑子的McIntosh分型作为输入,黑子的McIntosh分型需要人为指定,效率低并且具有一定的主观性.通过实验比较,本文提出的耀斑预报模型比传统的以太阳黑子McIntosh分型为基础的预报模型具有更好的预报准确度.总之,本文提出的太阳耀斑预报模型能够自动提取太阳黑子图像的特征,具有更高的预报效率和准确率(在48 h M级耀斑预报中,基于深度学习方法的预报模型在耀斑报准率上比传统预报模型高3.7%,在非耀斑报准率上比传统预报模型高2.8%),是一种实用性较强的太阳耀斑预报模型.     

地磁暴感应地电场的大地电性结构建模方法

探明磁暴期间地面感应电场的分布情形是正确计算地磁感应电流(GIC)和预测磁暴次生灾害影响的前提。根据电磁场唯一性定理,从求解磁暴感应地电场的角度出发,提出了一种复杂大地电导率结构的建模方法;该方法的特点是只建大地导体区模型,通过模型的边界条件反映地磁场的变化情况及感应地电流在地下的流通情形。采用有限元法求解了典型地电结构下的磁暴感应地电场,通过对比数值方法和解析方法求得的地面电场结果,验证了建模方法的可靠性。进一步采用该方法研究了无法解析求解的复杂地电结构的磁暴感应地电场问题,建模思路和方法为评估磁暴和GIC的管网效应提供了分析工具。