国际电离层参考模式在东亚地区的偏离(英文)

电离层参考模式(IRI)提供的环境参数一直受到世界从事电离层物、无线电通讯等科学和技术工作者所重视及普遍应用。制定模式的主要依据是全球电离层台站的观测资料。由于电离层变化的复杂性,以及世界电离层台站分布不均匀,要一次性制定一个普适的模式有一定难度。IRI自1978年公布以来一直处于不断改进与逐步完善的过程中。 最新的IRI版本是1986年公布的IRI—86。为了检验该模式在我国与近邻的日本国的可用性,我们将我国满洲里、北京、武昌、重庆和广州等站及日本国的稚内、秋田、国分寺,山川和冲绳等站在近一个太阳黑子周期内各层临界频率的实测值与IRI—86模式的计算值进行了比较分析。发现两者存在着显著而系统的偏离。在不同的年份和不同的台站偏离表现出相似的变化规律,冬季月份尤为明显。F2层偏离较大,其相对偏离有时超过60％,绝对差值高达3MHz。偏离变化表现为夜间大(子夜最大),白天小(中午最小);冬季大,夏季小;太阳活动低年大,高年小。在中国模式值普遍大于观测值;偏离随纬度降低而增加;纬度较南的广州站偏离变化曲线表现出较大的差异;纬度相近的武昌和重庆两站,偏离大致相同,经度差异不大。在日本国各站的偏离变化基本相似,纬度效应不明显;并且冬季月份模式值明显小于观测值。 E和F1层模式值与观     

21,22,23太阳活动周上升期太阳黑子资料的分析

本文分析了第２１ 、２２ 、２３ 太阳活动周的上升期２３ 个月（ 月均值） 太阳黑子资料。结果表明：太阳黑子相对数和面积南北不对称。２３ 周的太阳黑子相对数和面积（２３ 个月的平均） 高于２２ 周,但低于２１ 周。我们估计第２３ 周峰年为２０００ 年３ 月或１９９９ 年１２ 月。     

第23太阳活动周不会是强活动周

利用最新的太阳黑子观测资料和线性相关统计模式,对第２３太阳活动周的极大月平滑黑子相对数和黑子数物极大年均值进行预测,预报因子分别是每个太阳周上升相第２６个月的月平滑黑子相对数和第三年的黑子数年均值,预测结果表明,第２３周太阳黑子数的极大值不会高,极大月平滑黑子相对为１１５．４±１４．９,极大年均值为１１８．９±１１．６,平滑黑子数极大不会出现在１９９９年,很可能出现在２０００年。     

第23太阳活动周不会是强活动周

利用最新的太阳黑子观测资料和线性相关统计模式,对第２３太阳活动周的极大月平滑黑子相对数和黑子数的极大年均值进行预测．预报因子分别是每个太阳周上升相第２６个月的月平滑黑子相对数和第三年的黑子数年均值．预测结果表明,第２３周太阳黑子数的极大值不会高,极大月平滑黑子相对数为１１５．４±１４．９,极大年均值为１１８．９±１１．６．平滑黑子数极大不会出现在１９９９年,很可能出现在２０００年．     

太阳活动周期的小波分析

运用小波技术对太阳射电流量2800 MHz,太阳黑子数和太阳黑子面积数周期进行分析．其结果表明: (1)这3个系列的数据显示最显著的周期是10．69年,其他周期并不明显．(2)小波功率谱给出了全部时间-周期范围的功率谱变化,它显示了在某个周期处于某个时段的局部功率的变化,小波功率谱分析表明,小于1年的周期仅仅在太阳活动最大期附近比较明显．(3)太阳射电2800 MHz,太阳黑子数和太阳黑子面积数的几个周期(10．69年,5．11年, 155．5天)的小波功率谱比较相似,出现峰值的时间相同;曲线的起伏相似,周期越小,曲线起伏的频率越大．     

太阳黑子的观测

光辉的太阳给我们带来光明和温暖,太阳活动现象如太阳黑子、日珥、耀斑等也和我们息息相关。其中最直观的是太阳黑子,太阳黑子是业余天文观测的主要活动内容之一。太阳黑子是经常出现在光球表面上的黑斑。当太阳活动剧烈时,地球上常会发生磁暴、极光、电离层骚扰等地球物理现象。地球上的旱涝、水灾、地震等也与太阳黑子有一定的联系。因此观测和研究太阳黑子活动规律是很重要的。太阳黑子的大小、温度和分布太阳黑子的大小不一,小的直径有1千公里,大的可达20万公里,有十几个地球大。黑子的形状象一个浅碟,中间凹陷。发展完全的黑子…     

太阳黑子月平均面积数活动周及其特征

我们对第12周至第22周的太阳黑子月平均面积数进行统计分析,并与相应的太阳黑子月平均数相比较,结果表明太阳黑子月平均面积数活动周与太阳黑子月平均数活动周有一定的关系。在多数情况下,太阳黑子出现最大值的时间与太阳黑子面积数出现最大值的时间上不一致;太阳黑子平滑月平均数活动周上升期与太阳黑子平滑月平均面积数上升期在大多数情况下不相同;太阳黑子平滑月平均数活动周平均效果的瓦德迈尔效应(Waldmeiereffect)一般要比太阳黑子平滑平均面积数的活动周明显;文中还对太阳黑子平滑月平均面积数活动周的特征进行了分析。     

太阳黑子月平均面积数活动周及其特征

我们对第12周至第22周的太阳黑子月平均面积数进行统计分析，并与相应的太阳黑子月平均数相比较，结果表明太阳黑子月平均面积数活动周与太阳黑子月平均数活动周有一定的关系。在多数情况下，太阳黑子出现最大值的时间与太阳黑子面积数出现最大值的时间上不一致；太阳黑子平滑月平均数活动周上升期与太阳黑子平滑月平均面积数上升期在大多数情况下不相同；太阳黑子平滑月平均数活动周平均效果的瓦德迈尔效应(Waldmeier effect)一般要比太阳黑子平滑平均面积数的活动周明显；文中还对太阳黑子平滑月平均面积数活动周的特征进行了分析．     

基于深度学习的太阳F_10.7辐射通量的短期预报研究

F_10.7太阳辐射通量作为输入参数被广泛运用于大气经验模型、电离层模型等空间环境模型,其预报精度直接影响航天器轨道预报精度.采用时间序列法统计了太阳辐射通量F10.7指数和太阳黑子数(SSN)的关系,给出了两者之间的线性关系,在此基础上提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long and Short Term Memory,LSTM)的预报方法,方法结合了54 d太阳辐射通量指数和SSN历史数据来对F_10.7进行未来7 d短期预报,并与其他预报方法的预报结果进行了比较,结果表明:(1)所建短期预报7 d方法模型的性能优于美国空间天气预报中心(Space Weather Prediction Center, SWPC)的方法,预测值和观测值的相关系数(CC)达到0.96,同时其均方根误差约为11.62个太阳辐射通量单位(sfu),预报结果的均方根误差(RMSE)低于SWPC,下降约11%;(2)对预测的23、24周太阳活动年结果统计表明,太阳活动高年的第7 d F10.7指数预报平均绝对百分比误差(MAPE)最优可达12.9%以内,低年最优可达2...     

夜间电离层剖面特征(英文)

采用一种有效的剖面分析方法,处理了武昌站1965和1982两年内一千多张夜间频高记录;将所得结果与国际电离层参考模式作了比较. 首先,提出一种改进的分片换算程序,使方法的精度大为提高。用该方法得出的夜间剖面,在等离子体频率大于实测描迹最低频率fe的部分以及剖面在fN=fe点上的高度和斜率,是精确而稳定的。在fN相似文献   

关于低频天波传播特性及我国东部沿海地区上空电离层D区某些特征的初步研究(英文)

基于对低频天波信号的将近一个太阳周的实测,分析和研究一跳天波传播时延及场强随太阳活动周、随季节及随周日而变化的规律。在正确分析大气折射效应的基础上,由一跳天波的传播时延及场强的实测值推算得到了相应的等效反射高度、电离层反射系数和电子密度梯度参数β(假定为指数模式),并分析研究了它们与太阳活动周、与季节及与周日变化的关系。分析研究还表明:反射系数及场强的昼夜变化、季节变化及太阳周变化与CCIR有关报告所得的活动有所不同。例如,对本研究所涉及的有效频率14.6千赫而言,根据265—6号报告,在太阳活动极小年及极大年,晚间、夏季白天及冬季白天的电离层反射系数分别为-0.38、-0.07及-0.21(极小年)及-0.5、-0.11及-0.28(极大年),而根据本工作推算得到的相应的反射系数值则分别为-0.18、-0.11及-0.15(极小年)及-0.16、-0.09及-0.11(极大年)。分析表明:这种差别反映了本研究所涉及的等效反射区域,即我国东部沿海区域上空电离层D区在电子密度结构等方面存在着不同于其它区域(如欧洲中纬地区上空)的特征,例如,中国东部沿海地区上空的电离层D区部分的电子密度及其梯度(特别是晚间及冬季白天)都可能较欧洲中纬地区的电子密度及其梯度小一些。     

太阳中微子流变化的周期性与太阳活动

本文对1970年到1979年的太阳中微子流和太阳活动(太阳黑子、耀斑和质子事件)的数据作最大熵谱分析,并求其互相关函数和初相,得到:太阳中微子流和太阳活动均有11年的长周期;太阳中微子流和太阳质子事件还有共同的近3年、2年和1年左右的周期。太阳中微子流的3年周期占支配地位,质子事件中的3年周期亦占有重要地位。二级以上的耀斑事件亦有近两年的周期。它们的互相关函数和初相表明:太阳中微子流与太阳活动有正相关;对近11年周期的数据,太阳黑子和太阳耀斑相对于太阳中微子均有延迟时间47个月,对质子事件有延迟时间41个月。对于约3年的周期,质子的延迟时间为10个月。结合他人的太阳半径和太阳磁场的测量与分析结果,得到一个符合标准太阳模型中物理过程的太阳中微子流变化与太阳活动间的因果关系,并对这个因果关系的可能机制进行了讨论。     

太阳活动和预报的几个问题(英文)

不少人用统计方法研究太阳黑子数序列或者太阳黑子周本身各参量间的关系,做太阳活动周预报。第21周只有少数这类预报的结果与实际情况相近。第22周也会有类似的趋势,即预报较实测偏低较多。为改进预报,研究太阳黑子活动的性质是有益的。黑子数是一个缺乏物理意义的统计量,人们已经找到和正在寻找新的太阳活动指标。但是黑子数的观测历史较长,用户广,而且作为一个统计量它能反映太阳活动的时间变化,所以仍是一个常用的参量。同时,应该看到太阳活动是一个广泛含意的概念,不应把它只与黑子数相联系。为了满足用户的不同要求,应该用多种太阳活动指标做预报。另外,从SMM卫星和GOES卫星的观测资料分析得出耀斑的152天周期性,地面观测资料也得到了同样的结果。这类研究也必然有助于预报工作。本文对与上述问题有关的几点做些简短的讨论。 研究发现,太阳活动周各参量间的关系是比较复杂的。例如,太阳周黑子数极大值与上升段的关系似乎可以用两条直线表示(图1),极小年均值与起伏之间也象是双线关系(图2)。这种非唯一的关系至少是太阳活动周预报不准的主要原因之一,也可能是太阳预报提前期越长越不准的原因之一。 太阳活动是一个意义广泛的概念,可以用多种指标描述太阳活动的不同方面。而且应注意到不同指标之间在     

太阳黑子群之间的“往来”秘密

太阳表面和大气层中的活动现象,诸如太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射等,会使太阳风大大增强,造成许多地球物理现象,例如极光增多、电离层暴和地磁暴等。太阳活动的突然剧增的结果会严重干扰地球上无线电通讯及航天设备的正常工     

紫金山天文台55 yr手绘黑子数据系统差分析

对紫金山天文台(简称紫台)自1954年至2011年共55 yr的手描黑子图进行了数字化.将紫台太阳黑子相对数(PRSN)和黑子群数(PGSN)与国际太阳影响数据分析中心(SIDC)中的对应数据(月平均太阳黑子相对数(IRSN)和月平均黑子群数(IGSN))进行对比研究,发现:(1)紫台黑子数据与SIDC黑子数据有很强的正相关性,说明紫台黑子数据的可靠性;(2) PRSN和IRSN、PGSN和IGSN的系统偏差分别处于7%左右、5%左右,紫台数据与SIDC数据在活动周的极小期的差异性显著大于极大期;(3)紫台的视宁度从1995年开始变差,直接导致了PRSN (PGSN)与IRSN (IGSN)的比值明显变大,表明视宁度的变化影响了紫台黑子的观测质量.     

灰色拓扑理论在太阳黑子数年均值预测中的应用

简单介绍了灰色拓扑理论的原理,以1944—2008年各年的太阳黑子数年均值为基础,利用灰色拓扑预测方法建立了灰色拓扑预测模型群,并应用该模型群对第24、25和26太阳活动周自2009年到2039年共30 yr的太阳黑子数年均值进行了预测.预测结果表明,太阳黑子数极大年将可能出现在2014年、2023年和2033年,峰值分别为90、110和130,推测将在2017年、2025年和2039年达到极小值,极小值分别为20、20和10.     

云南天文台太阳黑子照相观测资料处理和相关软件

在建立太阳全日面黑子照相观测系统的基础上对黑子观测资料进行了处理,给出黑子观测的重要数据及相关参数,为太阳物理学家研究太阳活动规律提供和积累最基本的第一手数据。这些数据包括:太阳黑子相对数,南北半球太阳黑子的坐标和黑子群数,太阳黑子的圆面积和球面积等。编写了一个程序,对每天的太阳黑子观测资料进行处理,给出以上物理参数,彻底改变了手工描绘黑子和计算黑子参数的传统方法,同时也提高了黑子资料处理的精度和效率。     

基于数据融合的电离层VTEC反演精度分析

随着空间目标活动和卫星导航系统的增多,观测电离层数据的途径越来越多,探测精度也越来越高.在Kalman滤波的基础上,利用2016年的国际参考电离层(IRI-2016)模型中电离层垂直电子含量(Vertical Total Electron Content, VTEC),结合地基反演得到的VTEC值,利用数据融合算法提高电离层VTEC的近实时反演精度.针对加拿大附近高纬度区域(130°W–150°W, 60°N–70°N)、朝鲜、韩国和日本周边中纬度区域(115°E–135°E, 32.5°N–42.5°N)、洪都拉斯和危地马拉附近低纬度区域(80°W–100°W, 10°N–20°N)进行了观测,比较发现地基反演和数据融合技术得到的电离层VTEC精度都比较高,但是数据融合得到的电离层VTEC在3个区域的精度都明显更好.该算法能够很好地应用在地面基准站数量较多的区域,同时也能应用在地面基准站数量较少或者海洋、沙漠等布设地面基准站不方便的区域,提高电离层VTEC的精度.     

第22和23太阳周太阳活动预测

本文首先分析指出第22太阳周前半周的太阳活动所具有的特点:(1)有最高的起始极小值;(2)上升速度快;(3)升段时间最短;(4)峰期长,可能有双峰;(5)个别时段活动水平极高.然后对第22周后半周的活动情况做了预计:在后半周将可能观测到大约2800个活动区,28000个耀斑,210个X级X射线爆发和大约80次太阳质子事件.最后,应用本文给出的太阳周参量关系式.预报第23周太阳黑子数月均平滑值的峰值为119,位于2001.6年.     

云南天文台的太阳预报工作

太阳活动预报或太阳预报是太阳物理学的一个重要的应用课题。其任务是提供对各种太阳活动现象及其直接后果的预测。云南天文台的太阳预报,现在包括质子事件预报和电离层D层突然骚扰预报二个方面。此外,还进行一些有关太阳活动长期预测方面的研究。 太阳除了发出人们熟悉的可见光和红外、紫外辐射以外,还发出无线电辐射,X射