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空间天气探源计划(探冕计划)
1
作者 田晖 白先勇 +4 位作者 封莉 熊明 陈亚杰 侯振永 王亚敏 《空间科学学报》 北大核心 2025年第4期881-898,共18页
空间天气探源计划(探冕计划)将在同一颗卫星平台上实现对太阳和晚型恒星的同步观测,以揭示太阳系内外空间天气的源头——日冕和星冕的物理性质及爆发规律.卫星拟工作在约720 km高度的太阳同步轨道,同时对日冕和星冕开展长期、连续的观测... 空间天气探源计划(探冕计划)将在同一颗卫星平台上实现对太阳和晚型恒星的同步观测,以揭示太阳系内外空间天气的源头——日冕和星冕的物理性质及爆发规律.卫星拟工作在约720 km高度的太阳同步轨道,同时对日冕和星冕开展长期、连续的观测.通过搭载日面极紫外光谱仪、极紫外光谱日冕仪、恒星极紫外光谱仪、恒星极紫外测光望远镜等载荷,该计划将在三个方面取得重要突破:第一,通过首次开展全日面视场的日冕光谱观测,刻画日冕外流和爆发的源区特性,推动太阳系空间天气的精准预报;第二,通过填补当前太阳系外极紫外探测的空白,探明星冕爆发规律,从而开拓太阳系外空间天气的新疆域;第三,通过对太阳和其他恒星同步开展点源极紫外探测,并结合模型,建立空间天气影响行星宜居性的新认知. 展开更多
关键词 极紫外辐射 日冕 星冕 空间天气 行星宜居性
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合声波引起的外辐射带相对论电子投掷角分布快速演化
2
作者 岳佳旭 赵晖 +1 位作者 杨昶 张赛 《空间科学学报》 北大核心 2025年第5期1188-1196,共9页
投掷角是带电粒子运动方向与背景磁场的夹角,研究电子投掷角分布对于理解地球辐射带动力学演化具有重要意义.本文利用范艾伦探针数据,对2016年9月7日15:19-15:49 UT期间发生的一次外辐射带相对论电子投掷角分布演化事例进行了详细分析.... 投掷角是带电粒子运动方向与背景磁场的夹角,研究电子投掷角分布对于理解地球辐射带动力学演化具有重要意义.本文利用范艾伦探针数据,对2016年9月7日15:19-15:49 UT期间发生的一次外辐射带相对论电子投掷角分布演化事例进行了详细分析.卫星在此期间运行于远地点附近,轨道速度较慢,空间位置变化很小,基本保持在L≈5.8,MLT≈2,Mlat≈1.7°附近,因此可以忽略位置变化对观测结果的影响.卫星数据显示相对论电子的投掷角分布在30 min内从蝴蝶型分布逐步转变为平顶型分布,且该区域存在强的哨声模合声波.数值模拟结果表明哨声模合声波对高能电子的扩散作用是导致该事件中电子投掷角分布转变的主要物理机制.本文研究进一步证明了合声波对于辐射带演化的重要意义. 展开更多
关键词 地球辐射带 相对论电子 哨声模合声波 波粒相互作用 投掷角分布
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波模并合激发谐频脉泽辐射的泵波模拟
3
作者 刘功林 宁昊 +4 位作者 倪素兰 李传洋 张子龙 李耀坤 陈耀 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期56-65,共10页
损失锥电子驱动的电子回旋脉泽辐射是解释太阳射电尖峰暴的主要机制,然而在强磁化条件下,其主要激发的基频辐射在日冕中存在逃逸困难的问题,谐频辐射的激发可有效解决该问题.最近有研究提出一种新型谐频辐射机制,即损失锥电子激发的基频... 损失锥电子驱动的电子回旋脉泽辐射是解释太阳射电尖峰暴的主要机制,然而在强磁化条件下,其主要激发的基频辐射在日冕中存在逃逸困难的问题,谐频辐射的激发可有效解决该问题.最近有研究提出一种新型谐频辐射机制,即损失锥电子激发的基频X模(X1)和Z模通过波模并合产生谐频辐射.然而其相应非线性波模并合过程仍需进一步研究和论证.研究针对Z+Z和Z+X1并合产生谐频的新型辐射机制开展了并合条件分析,发现该过程的并合条件很容易满足,并可在很宽的传播角范围内激发谐频X2辐射.基于此开展泵波粒子模拟可验证非线性波模并合过程的发生,模拟得到谐频辐射的有效激发,且并合过程能量转换率在2%~8%. 展开更多
关键词 相干辐射机制 PIC模拟 太阳射电辐射 非线性过程
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基于深度学习的太阳黑子群磁类型分类
4
作者 尹耀 李依洋 +6 位作者 黄狮勇 徐思博 袁志刚 吴红红 姜奎 熊启洋 林仁桐 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期253-265,共13页
太阳活动作为太阳大气层中能量释放和物质运动的显著表现形式,是空间天气的主要扰动源,以太阳黑子为代表的剧烈太阳活动可能导致近地空间环境的剧烈变化,进而对人类的生产生活产生深远影响.准确、高效地预报空间天气有助于减少其对人类... 太阳活动作为太阳大气层中能量释放和物质运动的显著表现形式,是空间天气的主要扰动源,以太阳黑子为代表的剧烈太阳活动可能导致近地空间环境的剧烈变化,进而对人类的生产生活产生深远影响.准确、高效地预报空间天气有助于减少其对人类生产生活的影响.本文利用2010-2017年太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)搭载的HMI仪器观测的连续谱图和磁图数据,建立了基于压缩激励模块和深度残差网络的太阳黑子威尔逊山磁类型分类模型.为了有效避免因时间序列连续性导致的模型过拟合问题,采用时序分割法划分数据集,并结合太阳黑子图像的特点应用了数据增强策略,以提高模型的泛化能力.结果表明,提出的模型能够较准确地完成太阳黑子磁分类任务,尤其是在复杂类型黑子的识别方面,相较于传统方法其识别能力得到了显著的提升.此外,使用类激活映射方法对测试集样本进行了可视化研究,分析了模型提取到的特征图像和分类依据,从而提高模型的可解释性. 展开更多
关键词 太阳黑子 深度残差网络 压缩激励模块 数据增强 类激活映射
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地球磁层中合声波的频率与传播角分布特征 被引量：1
5
作者 杨立贤 刘斯 +4 位作者 高中磊 周亚雄 高阳 王博闻 金宇玥 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期998-1005,共8页
合声波的频率和传播角是影响其与电子相互作用的关键参数.2013年1月1日至2015年12月31日期间范艾伦卫星数据的统计分析结果表明,在传播角θ≈35°处,较强的合声波(>7×10^(-4 )mV^(2)·m^(-2)·Hz^(-1))更倾向于出... 合声波的频率和传播角是影响其与电子相互作用的关键参数.2013年1月1日至2015年12月31日期间范艾伦卫星数据的统计分析结果表明,在传播角θ≈35°处,较强的合声波(>7×10^(-4 )mV^(2)·m^(-2)·Hz^(-1))更倾向于出现在更窄的频率范围(0.3~0.4 f_(ce)).随着磁壳数L的增大,θ≈35°处的合声波频谱变窄趋势逐渐明显.从夜侧到晨侧(21:00 MLT-09:00 MLT),较强的合声波能够在0.1~0.8 f_(ce)的频率范围内被观测到,但夜侧θ≈35°处的合声波频谱宽度比晨侧更窄.从上午到昏侧(09:00 MLT-21:00 MLT),合声波电场功率谱密度明显降低,且主要以斜传播(θ>60°)的下带合声波为主.随着磁纬度λ_(MLAT)的增大,上带合声波迅速减弱.同时,θ≈35°处的下带合声波电场功率谱密度也逐渐下降.本文揭示了不同区域内合声波强度的频率和传播角分布特征,为构建更加精确的合声波–电子相互作用全球模型提供了重要信息. 展开更多
关键词 辐射带 范艾伦探测器 统计分析 合声波 传播角
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空间等离子体云精细化仿真及传播特性研究
6
作者 谢守志 赵海生 +3 位作者 许正文 任光亮 王成 葛淑灿 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期56-64,共9页
在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流... 在电离层中释放钐(Sm)等活泼金属气体,通过光致电离或化学电离,能够人工生成空间等离子体云,以其作为散射体,可开展超短波超视距通信和探测研究。本文开展了电离层Sm释放的精细化效应仿真研究,考虑了热层风场、地磁场、Sm释放速度和流量、运载器飞行速度等参量对Sm在电离层中扩散过程的影响。同时,采用射线追踪方法,研究了空间等离子体云的电波传播特性。结果表明释放参数和环境参数对等离子体云的形态和演化过程具有重要影响,等离子云在不同剖面形态各异,沿地磁场方向及风场方向出现明显拉伸,进一步对等离子体云的传播效应产生影响,导致电波在等离子体云不同剖面传播特性出现差异。 展开更多
关键词 电离层 化学物质释放 钐 空间等离子体云 电波传播
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基于范艾伦卫星观测下太阳风动压对嘶声波分布的影响
7
作者 袁安 李海梦 +6 位作者 唐荣欣 欧阳志海 熊鹰 周猛 冯泊溥 邹文倩 邓晓华 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期988-997,共10页
哨声波作为常见的等离子体波动,对于磁层内能量电子的加速和损失起着重要作用.已有统计研究表明,地磁活动对哨声波的分布具有显著影响,但是关于太阳风活动对其的影响多以事件报道为主.本文使用范艾伦卫星5年的数据进行统计,在排除亚暴... 哨声波作为常见的等离子体波动,对于磁层内能量电子的加速和损失起着重要作用.已有统计研究表明,地磁活动对哨声波的分布具有显著影响,但是关于太阳风活动对其的影响多以事件报道为主.本文使用范艾伦卫星5年的数据进行统计,在排除亚暴注入的影响之后,对等离子体层内嘶声在不同太阳风动压下的分布进行研究.结果表明随着太阳风动压的增强,30~200 Hz和200~500 Hz的嘶声振幅出现了减弱,与太阳风动压的变化呈负相关.与频率较低的嘶声相反,500~1000 Hz以及1000~2500 Hz的嘶声振幅与太阳风动压的变化则是呈现正相关的趋势.此外,嘶声在磁纬上的分布没有明显的峰值,这表明观测到的嘶声大部分都不是本地激发的.而不同频段的嘶声对于太阳风动压的不同响应则可能是由于源区在太阳风动压增强时受到不同程度的影响所导致的.研究嘶声对于太阳风变化的响应情况,对于理解嘶声的起源与演化具有重要作用. 展开更多
关键词 空间等离子体 等离子体层内嘶声 太阳风动压 磁纬度
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哨声模合声波对辐射带电子扩散系数的多维建模及损失时间尺度建模研究
8
作者 张琼月 马新 +2 位作者 郭德宇 付松 倪彬彬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1679-1698,共20页
哨声模合声波是地球内磁层中一种典型的等离子体电磁波动,对辐射带电子动态演化起着至关重要的作用.合声波可以与外辐射带电子发生相互作用,将电子散射至损失锥进而沉降至大气;此外合声波也能将几十keV的电子加速到几MeV,是辐射带相对... 哨声模合声波是地球内磁层中一种典型的等离子体电磁波动,对辐射带电子动态演化起着至关重要的作用.合声波可以与外辐射带电子发生相互作用,将电子散射至损失锥进而沉降至大气;此外合声波也能将几十keV的电子加速到几MeV,是辐射带相对论电子的重要来源.因此,快速准确地计算合声波对辐射带电子的扩散系数,对于优化地球辐射带动理学建模并深入理解电子通量的演化机制具有重要作用.本研究利用Full Diffusion Code(FDC)定量计算了典型合声波波模对辐射带电子的弹跳平均投掷角、能量和交叉扩散系数,并建立了地球内磁层空间中L为2~7、背景环境参数α^(*)为1~13,投掷角α_(eq)为0°~90°、能量Ek为10 eV~10 MeV的电子散射系数矩阵数据库.在此基础上通过线性插值方法可以快速得到不同L和α^(*)参数条件下的合声波对辐射带电子的扩散系数,并计算相对误差验证应用线性插值方法的合理性和准确性.基于扩散系数矩阵数据库,本研究还计算了合声波散射辐射带电子的损失时间尺度,建立了以L、α^(*)和Ek为输入参数的电子损失时间尺度经验模型,从而可以快速获取合声波散射电子的损失时间尺度.结果表明,扩散系数矩阵数据库构建和线性插值方法的使用大幅度减少了获取不同L和α^(*)对应的扩散系数所需时间,同时建立的三维损失时间尺度经验模型可快速得到不同L、α^(*)和Ek所对应合声波散射辐射带电子的损失时间尺度,这些结果提高了地球辐射带动理学建模效率,对于空间天气预报具有重要意义. 展开更多
关键词 波粒相互作用 合声波 辐射带电子 扩散系数 损失时间尺度
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太阳辐射通量对星载朗缪尔探针等离子体密度测量精度的影响
9
作者 朱子渊 熊超 +5 位作者 郑宇豪 颜蕊 高顺祖 黄宇阳 尹凡 万欣 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2886-2896,共11页
本文利用Swarm C卫星和CHAMP卫星搭载的朗缪尔探针测量的电离层就位等离子体密度数据和位于Arecibo及Jicamarca两座非相干散射雷达测量的电子密度数据进行了详细、全面的对比.除此之外,本文还使用了利用GRACE卫星星间测距系统(K-Band Ra... 本文利用Swarm C卫星和CHAMP卫星搭载的朗缪尔探针测量的电离层就位等离子体密度数据和位于Arecibo及Jicamarca两座非相干散射雷达测量的电子密度数据进行了详细、全面的对比.除此之外,本文还使用了利用GRACE卫星星间测距系统(K-Band Ranging system,KBR)计算得到的星间平均电子密度作为进一步对比.总体上来看,Swarm C、CHAMP和GRACE三颗卫星都与两台地基非相干散射雷达观测数据展现出了良好的线性关系,相关系数分别达到了0.96,0.97,0.96.不同的是,Swarm C卫星与雷达观测间的误差表现出了对太阳辐射通量的依赖,而该依赖关系在CHAMP和GRACE卫星等离子体密度数据中却不明显.结合三颗卫星飞行期间其所处高度及太阳辐射通量的变化,我们认为星载朗缪尔探针的测量结果与探头周围的离子成分有密切关系.比如,在Swarm卫星的数据反演算法中没有考虑离子成分变化对等离子体密度反演精度的影响.在太阳活动低年,较轻的离子(比如H~+)从等离子体层向下扩散到Swarm卫星轨道高度时,其朗缪尔探针就会高估探头周围的等离子体密度.这一影响主要出现在太阳活动低年,且在夜侧要显著大于日侧.与Swarm卫星不同的是,CHAMP卫星的轨道高度随着时间下降(从450 km降至320 km)与太阳辐射通量水平下降的趋势一致,导致CHAMP卫星高度的离子成分变化不明显,其等离子体密度测量误差没有展现出对太阳活动的依赖性.此外,虽然GRACE卫星在2008—2009极低太阳活动年期间,其轨道高度维持在约480 km,但其测量方法并不依赖于卫星周围离子成分的变化,因此其测量结果与雷达观测间的误差也未表现出明显的太阳活动依赖.该对比结果显示了基于GRACE星间测距系统得到的顶部电离层等离子体密度可以为其他基于朗缪尔探针测量的低轨道卫星提供很好的绝对值参考,有助于其他卫星等离子体密度测量的在轨标较. 展开更多
关键词 朗缪尔探针 等离子体密度测量 电离层电子密度
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电子重联中电磁场结构的粒子模拟
10
作者 胡市航 陆全明 +1 位作者 关云丹 卢三 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期970-978,共9页
采用2.5D全粒子模拟程序研究了强引导场情况下的电子重联,分析了重联率最大时刻霍尔磁场、霍尔电场及电子流速的空间分布特征.重联率最大时刻,观察到分离线两侧的电子入流及出流,并且有四极霍尔磁场生成.与早期标准重联的研究结果不同,... 采用2.5D全粒子模拟程序研究了强引导场情况下的电子重联,分析了重联率最大时刻霍尔磁场、霍尔电场及电子流速的空间分布特征.重联率最大时刻,观察到分离线两侧的电子入流及出流,并且有四极霍尔磁场生成.与早期标准重联的研究结果不同,霍尔磁场并未在引导场的作用下发生明显扭曲.同时分离线区域发生电荷分离,并生成近似对称分布的霍尔电场.此外,研究了电子流速空间分布的时间演化.在重联前期,电子主要沿磁力线流动,即ve≈v_(ey)B/B_(y);在重联后期,电子运动由电场漂移所主导,即ve≈E×(B_(y)e_(y))/B_(y)^(2).模拟结果表明,电子重联中可以发生极强的电荷分离,生成近似对称分布的霍尔电场.在引导场下,这种霍尔电场将导致电子的电场漂移,并主导电子流速的面内空间分布,进而生成近似对称分布的霍尔电流和四极霍尔磁场. 展开更多
关键词 电子重联 霍尔磁场 霍尔电场 电子流速
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等离子体哨声波性质的实验研究
11
作者 唐磊 张乔枫 +2 位作者 陆全明 高新亮 柯阳光 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1006-1011,共6页
哨声波是地球内磁层中常见的一种等离子体波动,其不仅可以加速电子到相对论能量,还可散射电子沉降到大气层形成弥散极光.哨声波是一支右旋偏振波,在空间等离子体中其等相位面通常被认为是一个平面.近年来,地面等离子体实验正在成为研究... 哨声波是地球内磁层中常见的一种等离子体波动,其不仅可以加速电子到相对论能量,还可散射电子沉降到大气层形成弥散极光.哨声波是一支右旋偏振波,在空间等离子体中其等相位面通常被认为是一个平面.近年来,地面等离子体实验正在成为研究哨声波激发和传播的一种重要手段.本文在中国科学技术大学线性磁化等离子体装置(KLMP)上开展了磁环天线激发波动的实验,并利用3D磁探针测量了波动磁场的演化信息.测量结果发现,磁环天线激发了一种等相位面为螺旋状的右旋偏振波动,根据天线设置的不同,螺旋波模数分别为m=0和m=1.通过计算波动的波长和频率,确定这种螺旋波满足哨声波的色散关系,为进一步在等离子体实验装置中研究哨声波打下了基础. 展开更多
关键词 地面等离子体实验 哨声波 螺旋波 磁场测量
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磁鞘流驱动的弓形波及软X射线成像研究:Hybrid与PIC模拟
12
作者 欧阳婉欣 杨忠炜 +3 位作者 郭孝城 李晖 陆全明 王赤 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期979-987,共9页
最新研究表明,湍动的地球磁鞘中存在大量高速流(High Speed Jets,HSJs).MMS卫星对其统计后发现,高速流多数存在于准平行弓激波的下游,其中部分能挤压鞘区等离子体驱动出弓形波.本文采用二维混合模拟(Hybrid)方法,研究了不同激波法向与... 最新研究表明,湍动的地球磁鞘中存在大量高速流(High Speed Jets,HSJs).MMS卫星对其统计后发现,高速流多数存在于准平行弓激波的下游,其中部分能挤压鞘区等离子体驱动出弓形波.本文采用二维混合模拟(Hybrid)方法,研究了不同激波法向与背景磁力线B_0的夹角θ_(Bn)、背景磁场B_(0)落在模拟平面内外等不同参数设定下的高速流和弓形波(Bow Waves)特性.通过对比相似参数条件下的全粒子模拟(Particle-in-Cell,PIC)与混合模拟结果,发现全粒子模拟除能重现混合模拟结果以外,还能在高速流和弓形波区域呈现出更丰富的多尺度磁岛,其尺度可从小于1个离子惯性长(d_(i0))到大于10d_(i0)不等.聚焦2025年9月即将发射的中欧SMILE卫星任务,基于模拟和地冕氢模型对磁鞘软X射线激发强度开展评估,发现高速流区软X射线强度可比背景高1个量级. 展开更多
关键词 激波 高速流 弓形波 混合模拟 全粒子模拟 SMILE卫星
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一种背腔式去耦宽角扫描阵列的设计与研究
13
作者 张凌凯 冯耀 李建瀛 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期967-974,共8页
为了满足无线通信应用中大角度波束覆盖的需求,设计了一种全金属背腔式去耦宽角扫描相控阵。该天线工作于X波段,辐射主体为带有缝隙巴伦的对称振子,巴伦与馈电SMP转接头一体化设计,并在巴伦与SMP连接处加载背腔。背腔的加载一方面可为... 为了满足无线通信应用中大角度波束覆盖的需求,设计了一种全金属背腔式去耦宽角扫描相控阵。该天线工作于X波段,辐射主体为带有缝隙巴伦的对称振子,巴伦与馈电SMP转接头一体化设计,并在巴伦与SMP连接处加载背腔。背腔的加载一方面可为天线提供垂直方向的电流,展宽阵中方向图的波束宽度;另一方面,相邻天线单元上会产生反相耦合电流,从而降低互耦。天线具有从8.6~11.2 GHz(26.3%)的阻抗带宽,在工作频带内相邻单元间的互耦低于−25 dB;在8.6~9.3 GHz可实现±70°范围内波束扫描,在扫描到最大角度时主瓣增益仅下降2.4 dB,副瓣低于−9.4 dB;在9.3~11.2 GHz具有±45°波束扫描,主瓣增益波动小于2.5 dB,副瓣低于−10 dB的辐射性能。天线具有波束扫描宽、结构稳定、鲁棒性好等特点,在无线通信系统中具有应用价值。 展开更多
关键词 去耦天线阵列 宽角扫描 阻抗匹配 缝隙巴伦 全金属 宽带去耦 背腔
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太阳耀斑预报深度学习建模中样本不均衡研究
14
作者 周俊 佟继周 +1 位作者 李云龙 方少峰 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期241-250,共10页
不同等级耀斑发生的频次存在数量级上的差别,使基于常规卷积神经网络的耀斑预报模型通常难以捕捉M和X类耀斑先兆特征,导致高等级耀斑预报精度低的问题.本文对于这种耀斑预报中的长尾分布问题,通过控制变量法讨论不同深度长尾学习方法对... 不同等级耀斑发生的频次存在数量级上的差别,使基于常规卷积神经网络的耀斑预报模型通常难以捕捉M和X类耀斑先兆特征,导致高等级耀斑预报精度低的问题.本文对于这种耀斑预报中的长尾分布问题,通过控制变量法讨论不同深度长尾学习方法对于耀斑预报精度提升.尝试从训练集优化、损失函数优化、网络权重优化等角度改进模型对于M和X类耀斑的预报性能.在SDO/HMI太阳磁图预报未来24 h耀斑的实验中,相比于常规方法训练的基准模型,改进模型在M和X类耀斑预报的精确率分别有了53.10%和38.50%的提升,同时在召回率上有64%和52%的提升.表明在耀斑预报问题中,数据长尾分布的处理至关重要,验证了深度长尾学习方法的有效性.这种提升尾部类预报精确率的方法不仅可以应用于耀斑预报领域,还可以迁移到其他具有长尾分布现象的空间天气典型事件的预报分析中. 展开更多
关键词 耀斑预报 长尾分布 残差神经网络
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第23太阳活动周期太阳风参数及地磁指数的统计分析 被引量：17
15
作者 沈晓飞 倪彬彬 +4 位作者 顾旭东 周晨 刘勇 项正 赵正予 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期362-370,共9页
日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,简称CME)和共转相互作用区(Corotating Interaction Region,简称CIR)是造成日地空间行星际扰动和地磁扰动的两个主要原因,提供了地球磁暴的主要驱动力,进而显著影响地球空间环境.为深入研究太阳风... 日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,简称CME)和共转相互作用区(Corotating Interaction Region,简称CIR)是造成日地空间行星际扰动和地磁扰动的两个主要原因,提供了地球磁暴的主要驱动力,进而显著影响地球空间环境.为深入研究太阳风活动及受其主导影响的地磁活动的时间分布特征,本文对大量太阳风参数及地磁活动指数的数据进行了详细分析.首先,采用由NASA OMNIWeb提供的太阳风参数及地磁活动指数的公开数据,通过自主编写matlab程序对第23太阳活动周期(1996-01-01—2008-12-31)的数据包括行星际磁场Bz分量、太阳风速度、太阳风质子密度、太阳风动压等重要太阳风参数及Dst指数、AE指数、Kp指数等主要的地磁指数进行统计分析,建立了包括269个CME事件和456个CIR事件列表的数据库.采用事例分析法和时间序列叠加法分别对两类太阳活动的四个重要太阳风参数(IMF Bz、太阳风速度、太阳风质子密度、太阳风动压)和三个主要地磁指数(Dst、AE、Kp)进行统计分析,并研究了其统计特征.其次,根据Dst指数最小值确定了第23太阳活动周期内的355个孤立地磁暴事件,并以Dst指数最小值为标准将这些磁暴进一步分类为145个弱磁暴、123个中等磁暴、70个强磁暴、12个剧烈磁暴和5个巨大磁暴.最后,采用时间序列叠加法对不同强度磁暴的太阳风参数和地磁指数进行统计分析.统计分析表明,对于CME事件,Nsw/Pdyn(Nsw表示太阳风质子密度,Pdyn表示太阳风动压)线性拟合斜率一般为正;对于CIR事件,Nsw/Pdyn线性拟合斜率一般为负,这可作为辨别CME和CIR事件的一种有效方法.从平均意义上讲,相较于CIR事件,CME事件有更大的南向IMF Bz分量、太阳风动压Pdyn、AE指数、Kp指数以及更小的Dstmin.一般情况下,CME事件有更大的可能性驱动极强地磁暴.总体而言,对于不同强度的地磁暴,Dst指数的变化呈现出一定的相似性,但随着地磁暴强度的增强,Dst指数衰减的速度变快.CME和CIR事件以及其各自驱动的地磁暴事件有着很多不同,因此,需要将CME事件驱动的磁暴及CIR事件驱动的磁暴分开研究.建立CME、CIR事件及地磁暴的数据库以及获取的统计分析结果,将为深入研究地球磁层等离子体片、辐射带及环电流对太阳活动的响应特征提供有利的帮助. 展开更多
关键词 太阳风 日冕物质抛射 共转相互作用区 地磁暴 统计分析
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基于DEMETER卫星原位等离子体参量的震前异常提取方法研究及震例分析 被引量：11
16
作者 刘静 黄建平 +1 位作者 张学民 申旭辉 《地震学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期72-83,137,共12页
基于法国DEMETER卫星等离子体分析仪和Langmuir探针观测到的原位等离子体参量,研究了参量随纬度变化、空间插值、空间差值、滑动中值、相关性分析等5种异常提取方法,并将这些方法应用于2006年1月—2010年4月期间国内6.0级以上、国外部分... 基于法国DEMETER卫星等离子体分析仪和Langmuir探针观测到的原位等离子体参量,研究了参量随纬度变化、空间插值、空间差值、滑动中值、相关性分析等5种异常提取方法,并将这些方法应用于2006年1月—2010年4月期间国内6.0级以上、国外部分7.0级以上29次地震的震例分析中.由于等离子体参量具有一定的相关性,因此对于震中附近的轨道数据大于等于2个参量出现异常时,本研究才将其视为震前异常.通过研究发现,29次地震中有15次出现电离层原位等离子体参量的震前异常,异常时间大约为1—7天,震中东西两个方向均可能出现异常,但异常区域多偏向磁赤道. 展开更多
关键词 DEMETER卫星 电子数密度 电子温度 异常提取方法 异常特征
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尘埃等离子体微波衰减常数的理论分析 被引量：16
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作者 石雁祥 葛德彪 吴健 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1005-1010,共6页
将固体火箭喷焰看作弱电离尘埃等离子体,在统计理论框架下,通过求解含碰撞项的Blotzmann方程和Shukla方程,给出了弱电离尘埃等离子体复电导率和衰减常数计算公式,提出了充电响应因子的概念.将固体火箭喷焰的有关参数代入计算表明,衰减... 将固体火箭喷焰看作弱电离尘埃等离子体,在统计理论框架下,通过求解含碰撞项的Blotzmann方程和Shukla方程,给出了弱电离尘埃等离子体复电导率和衰减常数计算公式,提出了充电响应因子的概念.将固体火箭喷焰的有关参数代入计算表明,衰减常数同时受电子和尘埃粒子浓度以及尘埃粒子半径的影响.理论的分析与实验所观测到的现象一致. 展开更多
关键词 弱电离尘埃等离子体 充电方程 电导率 衰减常数
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亚暴膨胀相近磁尾位形不稳定性模型Ⅱ.中磁尾等离子体流与近磁尾亚暴活动的关系 被引量：6
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作者 洪明华 濮祖荫 +2 位作者 王敬芳 王宪民 刘振兴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期154-163,共10页
在单流体MHD近似下，研究了有背景等离子体流存在时的近磁尾位形不稳定性．分析表明，等离子体地向流使两支漂移气球模DBM1和DBM2的不稳定增长更快．与卫星观测资料对比显示，诸多的观测观象与本模型的预言一致．这个结果对中磁尾磁场... 在单流体MHD近似下，研究了有背景等离子体流存在时的近磁尾位形不稳定性．分析表明，等离子体地向流使两支漂移气球模DBM1和DBM2的不稳定增长更快．与卫星观测资料对比显示，诸多的观测观象与本模型的预言一致．这个结果对中磁尾磁场重联及高速等离子体流与亚暴膨胀相在近地触发之间的关系给出了新的解释． 展开更多
关键词 近磁尾 位形不稳定性 等离子体流 亚暴膨胀相
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利用计算机断层成像方法由观测图像重建等离子体层全球密度分布——地球遮挡问题 被引量：6
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作者 黄娅 徐荣栏 +1 位作者 李亮 金鑫 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2683-2688,共6页
本文是利用计算机断层成像(CT)方法中的滤波反投影法(FBP)和代数迭代法(ART),根据等离子体层的仿真模型,重建其全球密度分布.在重建过程中,地球遮挡是一个很重要的问题.计算结果表明两种方法都可以使用,但ART比FBP重建的效果好.ART重建... 本文是利用计算机断层成像(CT)方法中的滤波反投影法(FBP)和代数迭代法(ART),根据等离子体层的仿真模型,重建其全球密度分布.在重建过程中,地球遮挡是一个很重要的问题.计算结果表明两种方法都可以使用,但ART比FBP重建的效果好.ART重建图像的相关系数可达0.98,而FBP重建图像的相关系数仅为0.86.FBP重建的偏差是由地球遮挡引起,向阳面靠近地球区域的密度会减小.从定量分析中可以进一步看出地球遮挡所引起的偏差变化. 展开更多
关键词 等离子体密度 CT 地球遮挡 FBP ART 相关系数
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利用EUV模拟观测和CT方法重建均匀 等离子体层全球密度分布——三维ART重建和地球遮挡效应研究 被引量：5
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作者 金鑫 李亮 +3 位作者 陈志强 徐荣栏 黄娅 张丽 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1691-1700,共10页
本文对地球等离子体层和电离层进行了三维建模,并模拟卫星对30.4 nm极紫外线的探测过程,取得圆轨道平行束情况下的投影数据.采用改进的ART算法对所得数据进行三维重建,获得等离子体层的空间密度分布.结果表明,在投影角度覆盖180°... 本文对地球等离子体层和电离层进行了三维建模,并模拟卫星对30.4 nm极紫外线的探测过程,取得圆轨道平行束情况下的投影数据.采用改进的ART算法对所得数据进行三维重建,获得等离子体层的空间密度分布.结果表明,在投影角度覆盖180°的情况下,重建结果很好地再现了模型中空间各点的数值.文章对实验结果从CT重建方法的角度进行了讨论及分析. 展开更多
关键词 CT 三维平行束重建 ART迭代 地球遮挡问题
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