基于小波的同态滤波算法处理太阳耀斑图像

近年来对太阳耀斑的研究受到多数研究人员的青睐,但是在观测时由于受到云物的遮挡,拍到的耀斑图片需要经过一定的处理才能被用作研究。该文首先将太阳耀斑图片转换为可读格式,构建了基于小波的同态滤波处理模型,经过处理后的图像去云效果良好,而且可以较好地保证图像原有样貌。     

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.     

太阳第23活动周爆发现象的自组织临界特征

通过对太阳第23活动周爆发现象的统计分析,研究了耀斑和日冕物质抛射(CME)的频数分布.数据涵盖了1996年1月到2008年12月GOES卫星观测到的23728个软X射线耀斑,以及SOHO/LASCO观测到的14017个CME.得到了耀斑的峰值流量、持续时间、等待时间的频数分布,以及CME的动能和等待时间的频数分布,发现这些参量的频数分布都符合自组织临界(Self-Organized Criticality,SOC)过程的预期.其中峰值流量、持续时间、能量的幂律分布可以用一个基于分形耗散的SOC模型来解释,而等待时间分布则可以用一个非稳态的泊松过程来解释.     

第22太阳活动周软X射线耀斑的统计研究

根据GOES卫星资料 (1～ 8 ) ,统计了第 2 2太阳活动周 (1986 .9～ 1996 .10 )软X射线耀斑数 ,共计 2 0 930个耀斑 ,其中X级最少 ,不到 1% ;M级为 10 % ;C级最多 ,约占 6 0 % .统计发现 ,此活动周有两个峰 ,分别在 1989年和 1991年 ,1989年平均耀斑指数为 4 2 7,1991年为 4 6 8;C、M及X级耀斑数在活动周的上升期迅速增大 ,两年多时间就达到极大 ;而下降期缓慢减小 ,长达 4年多 ;耀斑发生率随软X射线峰值流量的变化呈幂律谱分布 ,谱指数为 - 2 .135 ,相关系数为- 0 .987;小耀斑易受背景影响 ,B级耀斑以及C级耀斑中的较小者在峰年及其前后往往湮没在背景中 ,无法辨别 .还发现X射线耀斑的光学对应体 (Hα耀斑 )与X射线耀斑的比率随X射线耀斑级别的增高而增大 ,X级的光学对应体达 94 % ,M级为 83% ,C级为 6 3% ,B级只有 30 % .     

电离层对耀斑响应的GPS观测研究

利用1997～1999年全球日地电离层观测卫星的耀斑观测资料以及全球定位系统(GPS)网的观测资料,对不同级别耀斑爆发期间的电离层总电子含量(TEC)随时间的变化特点、TEC增幅及其与X射线最大辐射通量之间的关系进行了研究.利用缓变型耀斑爆发期间的GPS观测数据,分析了电离层对此类耀斑的响应特点.     

棕背伯劳的育雏行为

2005年4-6月,对四川南充市市郊的3个样地,共11个棕背伯劳巢的育雏行为进行了观察,重点观察其中4个巢,其它巢为补充观察.结果显示:育雏期15±1d,育雏期亲鸟的喂食模式有a,b,c3种,育雏前期,中期,后期,分别以模式c,模式b,模式a所占比重最大.雌鸟在3个育雏时期的暖雏高峰主要出现在8∶00-9∶00时和16∶00-17∶00时.喂食高峰在育雏前期和育雏中期都出现在10∶00-12∶00时和14∶00-16∶00时,育雏后期出现在12∶00-14∶00时和16∶00-18∶00时     

太阳活动峰年和谷年期间黑子群与耀斑的统计分析

基于NOAA/SWPC公布的太阳活动数据,我们选取第24太阳活动峰年附近的12个连续月份(2011年7月至2012年6月)和第23太阳活动周谷年附近的12个连续月份(2005年7月至2006年6月),统计了这两段时间中太阳黑子群和耀斑的活动规律,并根据时间、黑子群分布纬度、寿命和磁场类型等对峰年和谷年进行了详细分析和比较,主要结论如下所述.(1)黑子群数随时间的变化在峰年和谷年均比较随机,峰年期间黑子数比谷年增多1.5倍左右.耀斑爆发与黑子群活动具有良好的相关性,但峰年期间存在某个月份耀斑数很少的现象,而谷年期间存在某个月份耀斑数集中增多的现象.(2)无论峰年还是谷年,δ类型黑子群的耀斑产率(耀斑总数与黑子群总数之比)最大,但β型黑子群产生的耀斑爆发最多.耀斑产率与磁场类型有密切关系,但与其所处太阳活动周中的阶段无关.(3)黑子群和耀斑的纬度分布的南北不对称性,以X级耀斑最为显著.峰年较谷年的耀斑数增加主要集中在C级和M级.(4)耀斑产率同黑子群寿命具有良好的相关性,但黑子群的数目同它们的寿命之间没有明显的规律.     

基于RBF人工神经网络的X级以上太阳耀斑预报研究

采用第23太阳活动周X级以上耀斑的数据,通过回归分析、Gauss拟合和RBF人工神经网络等方法对X级以上耀斑进行预报研究.结果表明,将黑子群的位置、卡灵顿经度、耀斑爆发时间与黑子群达到最大面积的时间关系、每7d黑子群的最大面积、太阳耀斑流量的积分值、CME速度和F10.7射电流量7个预报因子作为参量对RBF人工神经网络预报模型进行训练,训练后建立的RBF模型的输出结果和训练数据的相关系数高达98%,对耀斑强度的预报结果与观测结果的误差在0.5以内,预报模型符合耀斑短期预报的要求.     

近地层大气颗粒物垂直分布特征——以北京某高校为例

为了解多种气象因素对近地表PM_(2.5)质量浓度变化的影响及对PM_(2.5)垂直分布规律的影响,2014年9月1日—5日在首都师范大学本部和北一区的3个不同高度(5、20和30 m),得到1 min平均的PM_(2.5)连续质量浓度数据(观测时间段为早6:30—21:30),并对气象因素进行同步观测.结果表明:(1)近地表日平均PM_(2.5)质量浓度垂直分布规律明显,为随高度增加而减小.(2)分时段分析PM_(2.5)质量浓度可发现,在日出日落时分(早6:30—10:00和晚19:00—21:30),受地表与上空空气温差影响,PM_(2.5)垂直分布无明显规律;10:00—19:00期间PM_(2.5)日平均值垂直分布规律为随高度增加而减小.(3)气压突降和降水会影响并改变PM_(2.5)垂直分布规律.     

超新星诞生率和Ⅰ型超新星

超新星(简称 SN)是恒星世界中最激烈的爆发现象.它爆发时的光度约为10~7-10~(10)太阳光度,释放能量为10~(47)—10~(52)尔格,光变幅超过17个星等,即突然增亮千万倍至上亿倍.爆发结果或是将恒星物质全部抛散成为星云遗迹;或是抛射掉大部分质量,遗留下的物质塌缩为白矮星、中子星或黑洞.历史文献表明,银河系不断有超新星爆发,从1885年至今已观测到五百多颗河外星系超新星.超新星按其特性分为两类,称为Ⅰ型超新星和Ⅱ     

2003年6月13日太阳耀斑事件的多波段分析

2003年6月13日04:30(UT),中国科学院国家天文台怀柔观测站的太阳射电频谱仪在1～2/2.6～3.8/5.2～7.6 GHz射电波段上观测到太阳耀斑爆发.几乎在同一时刻,RHESSI在硬X射线波段、TRACE在极紫外波段、SOHO/MDI也观测到这一爆发事件.分析了整个耀斑过程,得到以下3个结果:1)射电爆发过程中出现了几个反向漂移结构,频漂速度为200～800 MHz·s-1,电子的运动速度为1 000～6 000 km·s-1.2)硬X射线爆发与射电爆发之间关系非常密切.在50～100 keV波段,2个磁足点均有HXR爆发,其中一个足点的磁场较另一足点的磁场强;而在12～25keV波段,HXR爆发源只有1个.3)EUV爆发过程中源运动的空间尺度与射电爆发中电子运动的空间尺度一致,它可能反映了射电源的源区尺寸.通过HXR源与射电源之间的关系来确定射电源可能存在的空间位置.     

1971年1月质子耀斑活动区的演化

1971年1月质子耀斑活动区(McMath 11128)是第20太阳活动周的重要活动区之一,在1月24日产生了3B级大质子耀斑,该耀斑的位置为18°N,49°W。这次耀斑爆发是由相隔10分钟的两个闪相爆发组成。观测到了日冕冲击波,两个激波的传播方向是正交的。伴随有0.5—3(?)的硬X射线爆发,喷出大量高能质子和电子。在耀斑爆发结束(23~n47~m)后,日象仪观测到源有类喷状结构。     

太阳的立体观测

本文分析了太阳物理研究的核心问题以及观测需求的发展趋势,阐述了对于太阳的立体探测尤其是太阳磁场的立体观测在科学上的必要性,预期了这样的观测对太阳物理研究将产生的重大影响.并同时介绍了我国太阳物理界所达成的未来(2035/2050)太阳活动立体探测计划,该计划将围绕三位一体的立体探测展开,即立体观测太阳磁场、立体观测太阳高能辐射、立体多波段观测太阳耀斑三维结构和日冕物质抛射等.     

太阳磁场和太阳活动

正太阳活动是指太阳大气中由磁场变化引起的各类等离子体加热、运动和辐射增亮现象。太阳大气中最剧烈的活动现象是日冕物质抛射和太阳耀斑,前者可抛射出巨量的磁化等离子体至行星际空间,后者可在短时间内释放出大量的高能辐射和高能粒子,它们是日地空间灾害性天气的扰动源。太阳活动的基本根源是太阳磁场,而太阳磁场由发电机产生,较集中地分布于各类活动区中,或弥散地分布在宁静区中。偏离势场的磁场可以储存能量,当磁结构的演化达到一个临界点或者受到某种触发机制的作用时,就会产生太阳爆发现象。因此,研     

基于隐Markov模型的图像方位识别

提出一种基于隐Markov模型(Hidden Markov Model,HMM)的图像方位识别方法.将待识别的目标图像进行分割,对子图像进行奇异值分解,提取奇异值向量形成观测序列,即图像奇异值向量作为HMM的观测向量.确定HMM参数并计算其最大似然概率,按待识别图像最大似然概率对应所属的聚类进行识别.实验结果表明,3类共150幅目标图像的识别率达到了85%.     

饲养条件下灰叶猴(Trachypithecus phayrei)行为初步研究

在95年12月、97年1～3月对人工饲养的一个灰叶猴家庭(1幼猴、1成年雄猴、1成年雌猴)的行为进行了观察和分析.结果表明:①各猴的行为特点、活动地点、作用不同;②猴群中有明显的等级关系;③灰叶猴每天上午9∶00～11∶30和下午14∶00～16∶30各有一个活动高峰期.     

热带雨林土壤呼吸测定代表性时段研究

选取适当时段测定土壤呼吸以代表日平均值,可使短期土壤呼吸观测数据有效应用于土壤呼吸年总量的估算。笔者在西双版纳热带季节雨林使用土壤呼吸自动观测系统在不同月份(1月、4月、7月和10月)进行土壤呼吸连续日变化观测,评估了土壤呼吸代表性时段的有效性。结果表明:在4月、7月和10月使用9:00—11:00作为土壤呼吸代表性时段,与24 h日平均土壤呼吸值相对差异可控制在10 ％以内;不同月份9:00—11:00土壤呼吸平均值均与24 h日平均值存在偏差,10月相对差异最小,7月最大;选择9:00—11:00时段在多日尺度上可以代表日平均土壤呼吸值,所测算出的Q10值相对接近。     

ERA Interim再分析资料的云量可靠性分析——以太原和五寨为例

利用气象信息综合分析处理系统地面实况报文和欧洲中期天气预报中心再分析(ERA Interim)的4次/d总低云量资料,对比分析了再分析资料对太原和五寨总低云量的代表性.结果表明,太原和五寨不同观测时次总云量和低云量多年平均(2002年2月1日-2013年12月31日)观测值与ERA Interim再分析云量变化趋势较为一致,除02:00外, 08:00、14:00、20:00的ERA Interim再分析资料均偏低, ERA Interim低云量均低于观测值.总云量月平均值ERA Interim资料高于站点观测值,14:00偏差较大.太原和五寨不同观测时次总云量累积分布趋势整体较一致.太原和五寨总云量的相关系数在0.6以上, 08:00和14:00相关系数在0.7以上.低云量相关系数明显低于同时次的总云量相关系数,低云量不同月份不同时次的相关系数差异较大,总云量平均绝对误差相差不大;低云量平均绝对误差部分时次较大.     

基于三维区域标记对太阳活动区低色球层亮点的统计分析?

研究太阳活动能量的统计分布,以探索日冕物质加热的物理机制.利用一种基于三维区域标记的算法,使用"日出"卫星拍摄的低色球层λ3968.5单色像时间序列,观测一个处于衰减阶段且爆发频繁的活动区,对多个数量级尺度的亮点进行识别和统计.获得了2.09×104个亮点样本,分析了太阳耀斑基本物理量的频数分布与幂律的关系,以及影响该分布的观测效应.数据分析的主要结果如下:1)低色球层亮点的尺度、面积、光通量服从幂律分布.2)寿命的频数在中等时标呈幂律分布,在长时标呈指数分布;大尺度亮点的等待时间符合指数分布.3)亮点发生率的信噪比随其尺度的增加而减小;小尺度亮点持续的产生有可能向日冕稳定地提供能量.4)微小尺度亮点的频数低于幂律分布,相当程度上受观测数据的低时间分辨率所造成的低采样率影响.     

持续黑暗状态下对大鼠松果体细胞分泌松果体素的昼夜节律研究

为研究体外培养的大鼠松果体细胞分泌的松果体素是否具有内在节律,收集体外培养的大鼠松果体细胞在白天6∶00,8∶00,10∶00,12∶00,15∶00,和夜晚18∶00,20∶00,22∶00,1∶00,4∶00各个时间点的培养上清,并用放射免疫方法(RIA)检测各个时间点松果体细胞培养上清中的松果体素水平.CCF(complex cosine function)统计分析结果表明,在持续黑暗的环境下,体外培养的大鼠松果体细胞分泌的松果体素在培养3,6,9天后仍然表现出内在节律.然而,这种内在节律在培养12天后消失.上述结果提示体外培养的大鼠松果体细胞可以作为一个有用的体外模型来分析节律系统的生理基础.