地磁Kp指数现报模式及全球K指数分布预报模式
  • 【摘要】

    行星性三小时磁情指数Kp是一个被广泛使用的地磁指数.与AE、Dst等反映特定电流系的指数不同,Kp指数大致反映由磁层对流强度决定的全球磁场扰动水平,这种全球性使它被广泛应用在相关的学术研究和业务预警中.由于数据传递和算法限制等原因,官方Kp指数的发布要推迟数日,这对于学术研究不构成影响,但使得它无法直接用来进行空间环境预警.为了满足用户要求,SWPC、GFZ等机构相继推出Kp指数现报服务.随着国内... 展开>>行星性三小时磁情指数Kp是一个被广泛使用的地磁指数.与AE、Dst等反映特定电流系的指数不同,Kp指数大致反映由磁层对流强度决定的全球磁场扰动水平,这种全球性使它被广泛应用在相关的学术研究和业务预警中.由于数据传递和算法限制等原因,官方Kp指数的发布要推迟数日,这对于学术研究不构成影响,但使得它无法直接用来进行空间环境预警.为了满足用户要求,SWPC、GFZ等机构相继推出Kp指数现报服务.随着国内相关领域的发展,利用国内台站实时现报Kp指数成为需要.本文主要介绍了基于利用低磁纬的国内台站进行Kp指数现报的目的而展开的一系列工作.由于Kp指数仅能粗糙提供全球总体磁扰强度的信息,无法给出局域地磁活动的信息,为了满足如导航、GIC预报等业务需求,需要对地磁活动的分布进行预测.文章后面介绍了一种基于太阳风、行星际条件进行全球K指数预报的模式.文章前面先介绍Kp指数的构造过程、所反映的物理过程、学术应用的范围、业务预报的应用价值以及应用较为广泛的Takahashi的Kp现报模式.第四章的内容,给出一种新的实时识别规则日变化的方法.由于规则日变化本身的物理机制复杂且人们的认识相对模糊,整个Kp指数计算过程中随机性和主观性最强的一步是对它的识别.SWPC模式的规则日变化的识别效果在暴时较稳定但无法区分其逐日变化;IAGA推荐使用的FMI方法可以有效区分规则日变化的逐日变化,但在计算某时段的规则日变化时要用到该时段之后的数据,因此无法直接用来现报.我们提出一种结合两者的可以用来实时现报的规则日变化的识别方法,并分析了各种方法的优缺点以及对现报效果的可能影响.第五章的内容,对比不同的规则日变化识别方法数据进行Kp现报的效果.我们分别选用了Kp标准台站与国内台站进行测试,测试的统计量包括相关系数、预报效率、均方根误差等.结果显示,本文模式的各项统计指标相比Takahashi模式都有提高.第六章的内容,针对统计所显示出的中强磁暴时较差的现报效果,探讨了现报误差的根本来源,以及三种可以影响这种误差的原因.第七章的内容,以Weimer地磁扰动模型为框架,探究基于太阳风、行星际条件和大量地面台站观测数据进行全球K指数现报的可行性.结果表明,模式可以给出不同太阳风、行星际条件下地磁三小时扰幅的分布特征,全球K指数分布的预报结果与实测结果的相关系数较高时可以达到0.9,因此用来进行全球K指数分布的预报是可行的. 收起<<

  • 【作者】

    王庚 

  • 【学科专业】

    空间物理

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)

  • 【导师姓名】

    刘四清%罗冰显

  • 【学位年度】

    2015

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    Kp指数%FMI方法%SR变化%磁场扰幅