空间环境地磁活动短期和中期预报的初步分析
  • 【摘要】

    随着我国航天事业的发展,空间环境及空间环境预报越来越受到重视,磁暴是造成空间灾害及地面一些技术系统故障的主要原因之一,因此,地磁预报在各类科研和业务领域都是热点.本文主要是对地磁暴预报方法的研究,从而预测地磁暴的发生,为空间天气业务提供可靠资料,更好的为其服务.地磁场扰动可以引起近地空间环境(包括电离层和磁层)一系列变化,地磁Kp指数是空间天气扰动的重要参考指标.本项工作中,我们采用地球同步轨道G... 展开>>随着我国航天事业的发展,空间环境及空间环境预报越来越受到重视,磁暴是造成空间灾害及地面一些技术系统故障的主要原因之一,因此,地磁预报在各类科研和业务领域都是热点.本文主要是对地磁暴预报方法的研究,从而预测地磁暴的发生,为空间天气业务提供可靠资料,更好的为其服务.地磁场扰动可以引起近地空间环境(包括电离层和磁层)一系列变化,地磁Kp指数是空间天气扰动的重要参考指标.本项工作中,我们采用地球同步轨道GOES-8卫星监测到的地磁场Hp分量数据,分析了地磁Kp指数与Hp分量波动的幅度之间的统计关系,结果显示,Hp分量的变化与Kp指数具有很好的相关性.我们采用回归分析和RBF神经网络方法,建立了Kp指数现报模型,根据地球同步轨道地磁场Hp分量的变化,计算出相同时段的Kp指数.监测结果表明,预报方法具有一定的有效性和实用性,特别是人工神经网络模式计算的Kp指数与实测结果吻合很好.利用此方法能够在不依赖于地面地磁探测数据的情况下,快速预报地磁扰动,及时为空间天气保障提供参考.同时鉴于我国即将发射的风云四号搭载有地磁场探测仪,本项研究为我国自主数据的应用奠定了基础.太阳风速度是决定地磁扰动发生和幅度的重要参数,并在地磁暴中期预报中发挥重要作用,由于STEREO-B卫星位于地球的上游,其探测到的太阳风速度有重要的参考作用.本项工作中,我们采用小波分析方法讨论了2008-2011年ACE和STEREO_B卫星太阳风速度的27天周期特性,运用一元线性回归分析方法计算了两颗卫星太阳风速度的线性表达式,分析和计算结果表明,ACE和STEREO_B卫星探测到的太阳风速均在频域8-16d、16-32d尺度显著,且在局部的相同时域上,两者太阳风速的27天周期都是显著的;而且当太阳活动低年时,相关性好.作为应用实例,使用STEREO_B卫星太阳风探测数据,预测2012年10月1-17日的ACE太阳风速度,结果表明,预测值与实测值趋势一致,CME过程对预测值有一定影响.通过该项研究,初步统计出了ACE和STEREO_B太阳风速度的关系,并利用STEREO B能够提前几日感受到由太阳吹向地球的太阳风特性,为建立直观的重现型地磁暴中期预报模型打下了基础.其它探测数据,如宇宙线等对于空间天气预报也有重要作用,在第四章,分析讨论了地面宇宙线和太阳风速度的关系,初步分析出两者在太阳活动低年时,相关性好,呈现负相关,为新数据(宇宙线)的预报方法的开发打下基础. 收起<<

  • 【作者】

    宋丹 

  • 【学科专业】

    空间天气

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    南京信息工程大学

  • 【导师姓名】

    程国生%薛炳森

  • 【学位年度】

    2013

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    地磁场%Hp分量%Kp指数%太阳风速度%预测