太阳质子事件研究进展

太阳质子事件是很重要的太阳活动,从1956年开始人们对它进行了深入的趼究。概括太阳质子事件的研究进展：从质子事件的研究意义、不同时期的探测技术、质子在行星际介质空间的传播、质子事件的统计特征和相关性、质子峰值流量的分布、质子事件预报研究等几个方面对质子事件做了分析,有助于深入地了解太阳质子事件,从而更好地为空间天气预报服务。     

太阳活动区参量与太阳耀斑和太阳质子事件的相关性统计分析

太阳黑子活动区与太阳耀斑和太阳质子事件的发生有紧密的关系.选取活动区特征参量包括太阳黑子群面积,磁分类,McIntosh分类,10 cm射电流量,统计和耀斑发生的产率关系;还统计了太阳活动区的位置,软X射线通量和质子事件的产率关系.对于磁分类,McIntosh分类的每一种分类类型计算了耀斑产率,对黑子群面积和10 cm射电流量和软X射线通量用函数拟合了它们和太阳耀斑和太阳质子事件的产率关系.对活动区位置采用了分段统计质子事件产率的方法.统计结果显示我们选取的活动区特征参量与太阳耀斑和质子事件有较强的相关性.统计结果可作为以后建立太阳耀斑,太阳质子事件预报模型中预报因子的选取的基础.     

强朗缪尔湍动与太阳质子电子事件

在空间探测中,太阳质子事件都伴生非相对论性电子,却常有观测到电子流而无质子成分的纯电子事件.纯电子事件中,电子流量比通常电子事件低一个量级左右.荷电粒子会因为与强朗缪尔湍动的相互作用而得到加速,经过理论推导发现电子和质子能否得到加速与朗缪尔湍动强度有关.代入日冕活动区物理量的典型值,计算发现正是由于质子和电子的加速条件对朗缪尔湍动强度的要求不同而产生了上述现象.     

基于支持向量机和k近邻的太阳质子事件预报模型

应用支持向量机和k近邻相结合的方法,建立了太阳质子事件预报模型。预报因子包括黑子面积、磁分型、McIntosh分型、太阳射电流量、活动区位置和软X射线流量。太阳质子事件模型包括两个子模型：质子有无模型和质子峰值流量模型。质子有无模型能对未来24小时是否发生质子事件给出预报,质子峰值流量模型对已发生的质子事件预报峰值流量等级。用2002年和2004年的数据进行了模拟预报,结果显示模型具有较高的报准率,同时显示出活动区位置和软x射线通量是比较敏感的预报因子。     

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。     

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。     

长江河口水位极值分析

本文根据长江河口的吴淞及其支流黄浦公园两个验潮站1912/1915～1985年年最高高潮位序列资料,应用 Weibull 分布方法计算了极值水位的重现期。长江口年最高高潮位近70多年来显示有明显的上升趋势,特别是近30多年来有加速上升的趋势,并且与平均海平面的变化趋势具有相同的量级。通过对 Weibull 分布进行简单地调整,从而来处理有线性趋势分量的年最高高潮位。这样使得在计算极值水位重现期时能够考虑到线性趋势分量。同时,再将这种方法外推,考虑到未来100年海平面上升0.5、1.0和2.0米三种方案,对长江口今后水位极值重现期重新进行了分析计算。结果表明,用上述方法计算得到的不同重现期的极值明显大于在不考虑线性趋势情况下所得到的极值,而且极值重现期明显缩短,千年一遇将成为百年一遇.     

应用机器学习方法的太阳质子事件短期预报模型

本文选取三个描述太阳活动区磁场复杂性和非势性的特征物理量纵向磁场最大水平梯度｜△↓-hBz｜m,强梯度中性线长度L,孤立奇点数目η.对这三个参量统计计算后结果作为预报因子,应用支持向量机作为预报方法建立一个基于磁场特征物理量的太阳质子事件短期预报模型,该模型可以预报活动区未来24小时是否爆发太阳质子事件.2002和2003年连续两年的样本检测并和基于传统预报因子的模型进行了比对,结果显示预报模型具有较高的准确率和较低的虚报率,从而验证了太阳光球磁场参量作为太阳质子事件预报因子的有效性.     

北海港多年一遇风暴潮增减水极值推算

根据北海港测站１９６５年～１９８５年的年极值增水系列和１９６７年～１９８５年的年极值减水系列,按照《港口工程技术规范》中规定的方法计算出北海港多年一遇的增减水位。并采用第一型极值分布方法计算不同重现期的增减水极值。结果显示,重现期越长,增减水极值越大,反之,增减水极值越小。     

复杂金融系统的重现时间间隔分析

依据复杂性科学的思路,研究了金融市场大波动极端事件的重现时间间隔,考察了中国股市高频数据的重现时间间隔分布和时间关联特性,介绍了几种分布检验和关联测度方法,从不同角度进行精确分析.其次,系统介绍了重现时间间隔分析方法在金融复杂系统研究中的应用,对波动率、已实现波动率、收益率和交易量的重现时间间隔进行了实证分析,并在此基础上进行初步市场风险估计.最后,介绍了基于委托驱动的微观模型,通过模拟交易人的委托下单过程模拟市场的价格波动演化,研究大波动极端事件重现时间间隔的动力学机理,为中国股市大波动极端事件的风险估计和规避提供理论依据.     

A comparative analysis on two solar proton events

This paper presents a comparative analysis on the two Solar Proton Events (SPE), which occurred on 14 July 2000 (Bastille Day) and 28 October 2003 (28OCT03) respectively. It is found that although the peak flux of the latter seemed to be greater than that of the former based on geostationary observations, the maximum intensities of the energetic protons (>10 MeV and 30 MeV) during the Bastille Day event were all higher than those of the 28OCT03 event according to the interplanetary observations. Further analysis indicated that the quantity of the seed particles, which could be accelerated to the energies exceeding 10 and 30 MeV by the Coronal Mass Ejection (CME)-driven shock on 14 July 2000, was far larger than that of the 28OCT03 event. In the Bastille Day case, when the CME approached to the height around 14 R⊙, the CME-driven shock would reach its maximum capacity in accelerating the solar en- ergetic protons (>100 MeV). In contrast, on 28 October 2003, when CME approached to the height about 58R⊙, the CME-driven shock reached its highest potential in accelerating the solar energetic protons of the same category. At this moment, the peak flux (>100 MeV) was about 155 pfu, which was much lower than 355 pfu measured on 14 July 2000. This demonstrated that in the Bastille Day event, the quantity of the seed particles, which could be accelerated to the energy beyond 100 MeV, was significantly larger than its counterpart in the 28OCT03 case. Therefore, the peak flux of an SPE event depends not only on the interplanetary intensity of the solar energetic particles, but also on the velocity of the associated CME-driven shock, and the quantity of the seed particles as well as on the interplanetary magnetic en- vironment. This paper also reveals that the magnetic sheath associated with ICME on 28 October 2003 captured a large number of solar energetic protons, including those having energy greater than 100 MeV.     

事件的模糊离散时间区间的表示

由于现实世界中事件的持续时间难以精确测量,以及起始时刻及结束时刻的模糊性,使得Allen的区间代数不能很好地刻画事件的模糊时间区间,首先将时间区间离散化,然后用事件的持续分布的概念米表示事件的持续时间,并用时间区间来近似持续分布,使得可以应用Allen的区间代数来进行相应的时态推理,最终给出了求主时间区间的算法。     

1961-2017年湖南省冷空气活动特征分析

为了准确把握湖南省冷空气活动的时空分布及变化特征,利用1961～2017年湖南省88个地面观测站日最低气温的均一化资料,通过线性回归、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法分析湖南省冷空气活动特征,研究结果表明：湖南冷空气活动与地形因素有很大的相关性,弱冷空气在武陵山、雪峰山一带偏多,洞庭湖平原地区偏少,较强冷空气、强冷空气在南岭以及雪峰山、幕阜山、连云山一带偏多,寒潮在南岭、幕阜山、连云山一带偏多。弱冷空气趋势增多,年际变化倾向率为0.277 次?(10 a)-1,较强冷空气、强冷空气、寒潮趋势减少,年际变化倾向率分别为-0.07 次?(10 a)-1、-0.166 次?(10 a)-1、-0.11 次?(10 a)-1。极端冷事件趋势减少,年际变化倾向率为-3.36 d?(10 a)-1。弱冷空气在湘中、湘东等大部分地区趋势增多,较强冷空气在湘西、湘西南地区趋势减少,强冷空气在湘北、湘东北大部分地区趋势减少,寒潮在湘东北、湘西南、湘东南等大部分地区趋势减少。研究结果可为农业、林业、水利、生态以及气象预报预测预警工作提供决策依据。     

极值模1分布的全变差距离

考虑独立同分布随机变量列{X_j,j≥1}。设U(0,1)是具有(0,1)上均匀分布的随机变量,ξ(x)表示x的小数部分。适当的条件下,ξ(max_1≤j≤n X_j)依分布收敛到U(0,1)。估计全变差距离sup _B∈B| P (ξ(max_1≤j≤nX_j)∈B)-P(U(0,1)∈B) | 。