2001年3月16日的CME和CME_s的相关日地现象和电子脉动事件

2001年3月16日的CME和CME_s的相关日地现象和电子脉动事件

一、2001年3月16日的CME以及CME_s与电子脉动等事件的相关日地现象(论文文献综述)

杨牧萍[1](2018)在《东北亚地区电离层ELF/VLF电场的动态背景场研究》文中研究指明长期观测表明,在地球物理学、地质学和地球化学等多种地震前兆表现中,非力学的电磁学方法在地震短临预报中亦有着同样重要的地位。空间电磁场观测数据研究表明,电离层电磁现象异常与地震活动有很强的相关性。如果充分应用空间对地观测的大动态、宽视角、全天候等特点,弥补地面观测的不足,形成天地一体化地震监测体系,将大大提高地震监测能力和水平。世界上首颗成功发射专门探测地震电离层扰动的卫星是法国的DEMETER卫星,它于2004年6月29日发射进入太阳同步轨道,2010年11月29日服役期满,在660至710km轨道高度内积累了 6年的观测数据。DEMETER卫星成功发射以后,学者们做了大量的地震电离层背景场研究。他们的背景场建立的方法各有不同,依据各人研究目的的需求,季节、频段、地磁活动性以及网格的划分都有很大的差别,但基本原理是一致的,他们都计算了格点平均值和标准方差,计算结果拟用作电离层扰动研究的背景值。然而卫星高度局部地区电离层电场做过背景特征分析方面目前未见相关报道,并且提取地震前兆异常急需要这个背景数据,因此本文将选取局部区域来开展研究,来填补这一领域的空白。本文研究的区域范围是105°E-145°E,38°N-58°N,位于欧亚板块、太平洋板块和北美板块的交汇区域,该地区现今地震活跃,区域覆盖了中国唯一的深震区-东北深震区,还有近年来发生过多次M5级以上地震的郯庐地震带、山西地震带、燕山地震带和河北平原地震带。该区有史以来记载过多次7级以上地震,其中包括1679年三河-平谷8级地震,1976年唐山M7.8级大地震,1975年海城M7.5级地震,这些大震都带来了巨大的经济损失和人员伤亡。利用搭载在DEMETER卫星上的电场探测仪(ICE)的ELF/VLF频段电场数据,选取电场部分功率谱密度(Power Spectrum Density,此后简称PSD)观测量,研究电离层电场在近半个太阳活动周里面的昼夜、季节以及年变化等准时空分布规律并尝试分析其物理机制。而后基于背景场方法筛选出该区域Ms≥6.0级典型地震,对每个地震在震前90天到震后30天的电场数据,研究了其时空演化特征,并对异常特征规律进行分类总结,得出如下结论:(1)电场功率谱密度(PSD)背景场年变化特征表现为:夜侧不同年份的相同月份、相同频段的背景场分布特征有较高相似度,昼侧相似度不如夜侧;不同年份的相同月份、相同频段昼侧背景场和夜侧背景场强度变化范围均较为一致;电场背景场强度从2005年开始呈现逐年递减的趋势,2005年背景场强度最强,2009年背景场强度最弱。(2)电场功率谱密度(PSD)背景场季节变化特征表现为:夜侧,夏季背景场强度最强,其次强度从强到弱分别是冬季、春季和秋季;昼侧季节变化规律不明显。(3)电场功率谱密度(PSD)背景场昼夜变化特征表现为:除371Hz-879Hz这个频段,其他研究频段表现出夜侧电场背景场强度大于昼侧背景场强度。(4)在所筛选出的6个震例中3个地震是在扰动幅度达到最大随后下降过程中发震。另3个震例是在扰动幅度在震前逐渐增加达到最大时发震,而后均逐渐恢复。地震期间电场的时空演化特征最大扰动幅度主要集中在震中±4°以外的区域,说明地震异常信号均有一定偏移效应。研究结果在异常出现时间与空间上与前人的成果亦存在相似之处,说明其结果是可信的。

陈春[2](2010)在《电离层F2层临界频率的短期和暴时预报研究》文中指出本文依据我国近四十年电离层f0F2数据,分析了电离层的主要控制因素及电离层的长期和短期变化规律,建立了中低纬电离层短期预报、区域预报和电离层暴的预报方法。上述研究对空间天气的感知、电波环境预报、警报和效应评估能力具有重要意义。主要研究成果如下:1)基于F10.7指数的短期预报方法。依据我国中低纬地区的满洲里、长春、乌鲁木齐、北京、兰州、重庆、广州和海口8个电离层观测站1958-2006的f0F2和太阳射电流量F10.7数据,通过对电离层历史数据和F10.7的回归分析,提出单站电离层f0F2的短期预报方法,并用不同台站数据对预报性能进行了检验。分析在不同太阳活动水平、季节以及地方时条件下其预报误差的变化特性。表明,该方法能够预测未来1-3天的f0F2。2)基于非线性网络的电离层短期预报方法。分析了太阳活动和地磁活动对电离层f0F2的非线性影响,利用人工神经网络(NN)对单站电离层f0F2进行预报,分析了其预报误差在太阳活动高、低年和不同季节的变化特征。引入卡尔曼滤波和集合卡尔曼滤波方法对神经网络的预报结果做进一步修正和优化。其预报效果优于单纯的神经网络模型和IRI模型。建立了利用支持向量机(SVM)单站电离层f0F2预报方法,分别实现了提前1-5小时和24小时f0F2预报。SVM预报结果与观测数据符合良好,比自相关分析法和Persistence方法更具有实用性。3)电离层区域预报。根据f0F2时间和空间相关性,利用人工神经网络建立了提前1-5小时的电离层f0F2区域预报方法,结合Kriging算法,引入电离层距离、经度因子和纬度因子等参数实现了电离层区域重构。利用我国电离层f0F2的数据,对该方法的重构精度进行了评估,实现了中国地区的电离层区域预报。4)电离层暴的预报。研究中低纬电离层暴时季节、位置和地方时的扰动形态,分析了中低纬电离层在地磁暴期间的响应特性。利用地磁指数Dst和AE以及电离层临界频率f0F2的数据,通过分析磁扰期间成分扰动带的赤道向传播以及穿透电场引起的等离子体漂移对电离层的影响,提出一种提前1小时预报暴时低纬电离层f0F2的经验方法。通过对2004-2005年10次磁暴期间的预报结果进行检验表明,该方法能够预测低纬电离层暴的演化。基于地磁时间累积指数ap(τ)比瞬时地磁指数相关性好的特点,通过分析地磁时间累积指数ap(τ)与f0F2的相关性,确定了τ值的最优取值。利用支持向量机网络,建立了提前1小时预报暴时f0F2方法。对2001-2006年67次磁暴期间的预报结果的检验表明,该方法能够较好的预测中纬电离层暴的演化,其预报性能优于STORM模型和Persistence模型。

左平兵[3](2008)在《太阳风中中小尺度结构的观测研究》文中进行了进一步梳理本文对太阳风中的慢激波观测、磁云边界层的磁层响应以及磁云边界层中朗缪尔波活动现象三个方面作了初步观测研究,主要研究结果如下:1.历史上太阳风中慢激波的观测非常少,利用WIND飞船的高分辨率磁场和粒子观测数据,我们严格证认了一例典型的慢激波事件,该慢激波正好位于某磁云边界层的前边界.该事件也是文献上首次和磁云相关的慢激波事件的报道.在证认慢激波事件过程中,我们提出一种新的基于Rankine–Hugoniot解的激波法向自洽确定方法.基于此方法确定激波法向,并且与其它方法如磁场共面法、最小方差法作比较,我们发现此方法确定的激波法向更准确.随后我们又证认了一例罕见的双间断事件,该双间断事件也位于某磁云边界层的前边界.通过WIND飞船和Geotail飞船在磁层外的联合观测发现该双间断是不稳定的,这与前人报道的双间断事件不同.2.综合考察了磁云边界层穿越磁层时磁层各区域的响应.首先我们统计分析了WIND飞船1995–2006年探测的35例磁云前边界层和磁层亚暴的相关性问题,发现“SF”型边界层与亚暴有很好的相关性,是触发亚暴的重要行星际源.边界层触发亚暴的必要条件是紧邻鞘区有持续南向磁场.随后我们全面分析了WIND飞船2004年11月9日探测的磁云边界层引起的磁层活动.该磁云边界层本身持续较强南向磁场驱动了一个强磁暴.相对于紧邻鞘区和磁云本体,磁云边界层是一个动压增强区.此边界层把磁层压缩至一个很小区域,甚至地球同步轨道向阳侧的多颗卫星穿越磁层顶,以致很长时间内直接暴露在太阳风中,构成极端空间天气条件.磁云边界层内部磁场等离子体结构触发了一个典型亚暴.另外,磁云边界层前边界是一个快速强动压脉冲结构,此动压脉冲结构会引起磁层电场、磁场、电流、电流层对流以及高能粒子全面的响应.对我们分析的35例磁云前边界层,57%的前边界为快速强动压脉冲增强结构,这些响应是边界层前边界压缩磁层引起磁层扰动的共性.最后根据Shue(1998)磁层顶模型,我们计算了磁云边界层穿越磁层时对磁层的普遍压缩作用.磁云边界层强动压区会使磁层顶被压缩至非常靠近地球的位置.而在我们考察的34个边界层事件(35个样本里面其中一个缺少等离子体观测数据)中,有21个事件(62%)对应的由于磁层顶的被压缩使日下点位置距地心的最小距离r0min≤8.0 RE.另外结合GOES卫星的观测和Shue(1998)模型,发现有8个事件(占总样本的24%)对应的向阳面磁层顶被压缩至地球同步轨道以内,可能导致灾害性空间天气事件的发生,所以须引起足够的重视.磁云边界层相对于鞘区和磁云本体,对磁层的压缩能力更强.3.对磁云边界层内朗缪尔波动作了初步分析,发现两类磁云边界层内特有的朗缪尔波活动现象:一类是相对于邻近鞘区和磁云本体,整个边界层内朗缪尔波活动增强;另一类是短时间的朗缪尔波爆发现象,同时伴随着宽频带的离子声波活动.随后我们考察了其中一例朗缪尔波爆发的事件对应的高分辨率电子分布函数数据,发现速度约为7×103 km/s的高能电子束流形成尾峰分布不稳定性导致了朗缪尔波的爆发.

张桂清[4](2001)在《2001年3月16日的CME以及CMEs与电子脉动等事件的相关日地现象》文中进行了进一步梳理设定了电子脉动事件的含义.从2001年3月16日的一个慢速、晕状(Halo)CME入手,而后收集了几十个事件,分析了CME,太阳高和低能质子事件,太阳耀斑电子脉动事件和地磁暴之间的关系.结果表明:太阳质子事件可视为CME到达地球的表征事件,而电子脉动事件又可视为太阳质子事件,特别是低能太阳质子事件的表征事件;不仅快速CME会给地球带来剧烈的影响,慢速CME对地球的影响更经常,也不可忽视;绝大多数E>10 MeV的高能太阳质子事件会引起地磁暴,但绝大多数中小磁暴的触发源是CME带来的低能质子事件;电子脉动事件和地磁暴都是高能和低能太阳质子事件的连锁效应,而电子脉动事件先于地磁暴.所以,在不能得到近实时的低能太阳质子事件资料的情况下,可以把电子脉动事件作为低能太阳质子事件的表征事件以作为地磁暴短期预报和警报的重要参考条件之一.

二、2001年3月16日的CME以及CME_s与电子脉动等事件的相关日地现象(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、2001年3月16日的CME以及CME_s与电子脉动等事件的相关日地现象(论文提纲范文)

(1)东北亚地区电离层ELF/VLF电场的动态背景场研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
    1.3 论文的技术思路
    1.4 本文研究的主要工作
第二章 电离层电场基础
    2.1 地磁场主要组分的基本特性
    2.2 日地空间电磁环境
    2.3 电离层结构及扰动
    2.4 地磁活动指数
    2.5 电波
    2.6 地震电磁辐射机理
第三章 DEMETER卫星概况
    3.1 卫星轨道特征
    3.2 DEMETER卫星有效载荷
    3.3 DEMETER卫星数据产品
第四章 东北亚地区电离层ELF/VLF电场的动态背景场研究
    4.1 研究区域
    4.2 数据选取
    4.3 研究方法
    4.4 统计结果及分析
    4.5 初步结论与讨论
第五章 DEMETER卫星运行期间东北亚地区Ms6级以上地震震例研究
    5.1 震例异常提取方法
    5.2 震例统计分析
    5.3 电场时序变化规律
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究工作
    6.2 结论
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历
    参与项目
    发表文章

(2)电离层F2层临界频率的短期和暴时预报研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 研究背景及意义
    §1.2 电离层背景介绍
        §1.2.1 电离层分层结构
        §1.2.2 动力学过程
        §1.2.3 光化学过程
        §1.2.4 ExB的作用
        §1.2.5 电离层长期趋势变化
    §1.3 电离层模式研究
        §1.3.1 经验与半经验模式
        §1.3.2 理论模式
    §1.4 电离层f_0F_2短期预报研究
        §1.4.1 国内外短期预报研究概况
        §1.4.2 电离层f_0F_2短期预报模型研究概况
        §1.4.3 电离层f_0F_2暴时模型研究概况
    §1.5 本文工作的主要内容及框架
    §1.6 论文创新点
第二章 电离层控制因素及电离层f_0F_2变化
    §2.1 引言
    §2.2 太阳活动
        §2.2.1 太阳耀斑
        §2.2.2 太阳射电爆发
        §2.2.3 日冕物质抛射
    §2.3 地磁活动
        §2.3.1 地磁指数
        §2.3.2 行星际扰动
        §2.3.3 亚暴
        §2.3.4 磁暴
    §2.4 中国地区电离层F2层特征频率统计分析
        §2.4.1 太阳循环变化
        §2.4.2 f_0F_2总体变化特征
        §2.4.3 季节变化和日变化
        §2.4.4 暴时变化
        §2.4.5 其他因素引起的变化
    §2.5 本章小结
第三章 基于大样本时间序列的f_0F_2短期预报
    §3.1 引言
    §3.2 人工神经网络理论
        §3.2.1 人工神经网络模型
        §3.2.2 BP算法
        §3.2.3 人工神经网络缺点
    §3.3 利用人工神经网络方法提前1小时预报f_0F_2
        §3.3.1 神经网络输入和输出
        §3.3.2 数据选择和误差分析方法
        §3.3.3 预报结果
        §3.3.4 个例分析
    §3.4 利用人工神经网络方法提前一天预报f_0F_2
        §3.4.1 神经网络输入和输出
        §3.4.2 数据选择
        §3.4.3 预报结果
    §3.5 利用F10.7系数短期预报电离层f_0F_2
        §3.5.1 预报方法
        §3.5.2 预报结果
    §3.6 本章小结
第四章 基于小样本时间序列的f_0F_2短期预报
    §4.1 引言
    §4.2 统计学习理论
        §4.2.1 VC维
        §4.2.2 结构风险最小化原则
    §4.3 支持向量机
        §4.3.1 线性支持向量机
        §4.3.2 非线性支持向量机
        §4.3.3 支持向量机回归
        §4.3.4 支持向量机的优缺点
    §4.4 利用支持向量机提前1-5小时预报f_0F_2
        §4.4.1 f_0F_2支持向量机输入和输出
        §4.4.2 数据选择
        §4.4.3 预报结果
    §4.5 利用支持向量机提前24小时预报f_0F_2
        §4.5.1 支持向量机输入和输出
        §4.5.2 预报结果
    §4.6 本章小结
第五章 利用集合卡尔曼滤波优化f_0F_2预报结果
    §5.1 引言
    §5.2 集合卡尔曼滤波的主要思路和计算流程
        §5.2.1 卡尔曼滤波
        §5.2.2 集合卡尔曼滤波
        §5.2.3 集合卡尔曼滤波的优点
        §5.2.4 集合卡尔曼滤波的存在问题
    §5.3 利用卡尔曼滤波优化提前24小时预报f_0F_2结果
        §5.3.1 神经网络的输入和输出
        §5.3.2 数据选择
        §5.3.3 优化结果
    §5.4 利用集合卡尔曼滤波优化提前一天预报f_0F_2结果
        §5.4.1 神经网络的输入和输出
        §5.4.2 数据选择
        §5.4.3 优化结果
    §5.5 本章小结
第六章 中国电离层f_0F_2区域预报
    §6.1 引言
    §6.2 f_0F_2逐日变化时间相关性和空间相关性
        §6.2.1 f_0F_2逐日变化时间相关性
        §6.2.2 f_0F_2逐日变化空间相关性
    §6.3 Kriging算法
    §6.4 中国电离层时空预报f_0F_2方法
        §6.4.1 预报方法的输入和输出
        §6.4.2 样本选择
        §6.4.3 预报结果
    §6.5 中国区域短期预报f0F2方法
        §6.5.1 Kriging参数的选择
        §6.5.2 重构实例
        §6.5.3 重构方法在中国地区电离层短期预报中的应用
    §6.6 本章小结
第七章 中低纬地区电离层暴时f_0F_2预报方法
    §7.1 引言
    §7.2 中低纬电离层暴扰动形态分析
        §7.2.1 行星际-地磁扰动事件
        §7.2.2 中低纬电离层对行星际磁场南向翻转的响应
    §7.3 地磁预报
        §7.3.1 数据选择
        §7.3.2 神经网络的输入和输出
        §7.3.3 预报结果
    §7.4 中低纬地区电离层暴时f_0F_2预报方法研究
        §7.4.1 低纬地区电离层暴时f_0F_2预报方法
        §7.4.2 中纬地区电离层暴时f_0F_2预报方法
    §7.5 本章小结
结束语
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果

(3)太阳风中中小尺度结构的观测研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 深空探测计划简介
        1.1.1 内日球层探测
        1.1.2 外日球层探测
        1.1.3 1 AU 附近的深空探测
        1.1.4 WIND飞船科学数据简介
    1.2 太阳风中的间断面研究
        1.2.1 磁流体间断面的特点
        1.2.2 太阳风中方向间断的的观测
    1.3 行星际激波
        1.3.1 磁流体激波理论
        1.3.2 行星际快激波的观测及空间天气效应
    1.4 磁云边界层
        1.4.1 磁云
        1.4.2 磁云边界的确定
        1.4.3 磁云边界层
        1.4.4 磁云边界层与磁洞、磁场下降区特点的比较
    1.5 总结
第二章 基于Rankine–Hugoniot(R–H)解的激波法向自洽确定方法
    2.1 引言
    2.2 历史上的激波法向确定方法
    2.3 基于Rankine–Hugoniot 解的激波法向自洽确定方法
    2.4 总结
第三章 和磁云边界层相关的慢激波的观测研究
    3.1 引言
    3.2 太阳风中慢激波和双间断的观测
    3.3 慢激波的证认——WIND 飞船1997 年9 月18 日的观测
        3.3.1 慢激波结构
        3.3.2 慢激波的证认
        3.3.3 慢激波的来源分析
        3.3.4 激波厚度和激波内部结构
        3.3.5 讨论
    3.4 双间断的观测——WIND 飞船1997 年5 月15 日的观测
        3.4.1 WIND 飞船探测到的双间断结构
        3.4.2 慢激波层的证认
        3.4.3 双间断的演化:从WIND 飞船观测到Geotail 飞船观测
        3.4.4 讨论
    3.5 总结
第四章 磁层对磁云边界层的响应研究
    4.1 引言
    4.2 太阳风驱动下的磁层动力学状态
        4.2.1 太阳风–磁层–电离层耦合
        4.2.2 磁层大尺度活动现象
        4.2.3 太阳风中瞬变和共转结构对磁层活动的影响
        4.2.4 太阳风动压增强的磁层效应
        4.2.5 小结
    4.3 磁云边界层与磁层压暴的相关性研究
        4.3.1 分析方法和磁云边界层列表
        4.3.2 典型的磁云边界层触发亚暴事件
        4.3.3 “NF”型边界层不触发亚暴的事件
        4.3.4 统计分析
        4.3.5 结论和讨论
    4.4 磁层对磁云边界层的响应——个例研究
        4.4.1 WIND 飞船2004 年11 月9–10 日观测到的磁云和磁云边界层事件
        4.4.2 磁层卫星的观测
        4.4.3 磁云边界层触发磁层亚暴分析
        4.4.4 磁云边界层前边界对磁层压缩效应
        4.4.5 结论
    4.5 磁云边界层对磁层的压缩作用分析
        4.5.1 磁云边界层的边界特征
        4.5.2 磁层顶被磁云边界层压缩至地球同步轨道以内的极端空间天气事件
    4.6 总结
第五章 磁云边界层内等离子体波动的观测研究
    5.1 引言
    5.2 太阳风中等离子体波动的观测
        5.2.1 太阳风中探测的常见波模
        5.2.2 行星际射电爆发现象
        5.2.3 和中小尺度结构相关的等离子体波活动现象
    5.3 磁云边界层内朗缪尔波活动现象的研究
        5.3.1 引言
        5.3.2 磁云边界层内朗缪尔波活动现象
        5.3.3 2000 年10 月3 日朗缪尔波爆发事件对应的电子分布函数研究
    5.4 总结
第六章 总结与展望
    6.1 主要研究结果
    6.2 工作展望
参考文献
发表文章目录
致谢

四、2001年3月16日的CME以及CME_s与电子脉动等事件的相关日地现象(论文参考文献)

  • [1]东北亚地区电离层ELF/VLF电场的动态背景场研究[D]. 杨牧萍. 中国地震局地壳应力研究所, 2018(04)
  • [2]电离层F2层临界频率的短期和暴时预报研究[D]. 陈春. 西安电子科技大学, 2010(10)
  • [3]太阳风中中小尺度结构的观测研究[D]. 左平兵. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心), 2008(08)
  • [4]2001年3月16日的CME以及CMEs与电子脉动等事件的相关日地现象[J]. 张桂清. 中国科学(A辑), 2001(S1)

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2001年3月16日的CME和CME_s的相关日地现象和电子脉动事件
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