风云二号F星太阳X射线探测器在轨探测初步成果

风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论.     

月基软X射线成像仪——对地球磁层的全景观测

文章提出以月球科研站为平台,配置一台具有宽视场和高分辨观测能力的软X射线成像仪——月基软X射线成像仪(LSXI),以实现对地球磁层的全景成像. LSXI是一种宽视场的软X射线望远镜,可以对太阳风电荷交换过程(SWCX)产生的软X射线进行动态成像,通过软X射线图像获取地球磁层边际与结构特性.地球磁层全景观测对于理解太阳风-磁层相互作用的物理过程至关重要. LSXI将首次通过对弓激波、磁鞘区、磁层顶和极尖区等区域的同时连续观测,监测太阳风作用下的空间天气演化过程.     

日冕磁场测量

磁场把太阳的各层大气耦合在一起,并主导着其中的各种物理过程,磁场的演化引发包括太阳爆发在内的活动现象,进而影响着地球的空间环境和人类的生存条件.要理解发生在太阳大气中的各种活动现象,离不开对其磁场的完整认知.然而目前对太阳高层大气尤其是日冕的磁场测量仍然严重缺失,这大大限制了人类对太阳活动的研究,制约了太阳物理和空间天...     

1990年重要天象

太阳活动 太阳活动是太阳表层各种物理过程的总称,表现为黑子消长、日珥和日冕变化、耀斑及射电爆发等现象。各现象之间有密切的关系。太阳活动具有一定的周期性。就基本周期(11年左右)来说,1986年是第21周(单周)的结束,也是第22周(双周)的开始年份。此后太阳活动较快地上升。以观测的黑子数年均值来看,1986年为13.4,     

太阳活动上升期源表面太阳风质量流量的速度关系分析

以ＩＰＳ速度、光球磁场、Ｋ─日冕偏振亮度和卫星实地观测数据为基础，综合生成处于太阳活动上升期的１９７６年１０个太阳周（１６４３─１６５２卡林顿周）的源表面高度（Ｒ＝２．５Ｒ_ｓ，Ｒ_ｓ为太阳半径）和日球空间中（ＩＡＵ）太阳同质量流量速度谱。结果表明，速度谱存在与太阳活动上升期一致的＂三段＂结构，且各段分别与不同的磁结构区相对应。     

1988年重要天象

太阳活动 太阳活动是太阳表层各种物理过程的总称,表现为黑子活动、日珥和日冕变化、耀斑及射电爆发等现象。各现象之间有密切的关系。太阳活动具有一定的周期性。就基本周期(11年左右)来说,1986年是第21周(单周)的结束,也是第22周(双周)的开始年份。1987年的观测表明,从此年的     

太阳和地磁活动对磁赤道地区低热层NO密度的影响研究

利用SNOE卫星1998年3月11日至2000年9月30日共计935天观测的NO密度和太阳软X射线数据,分析了低热层NO的时空分布特征及其对太阳和地磁活动的响应,得出了以下结论:NO密度从96.67 km开始增加,大约在105～110 km高度达到最大,随后开始减小;同一高度处一般夏季期间最大,冬季次之,春秋分季最小;密度峰值大小变化范围约为(0.5～1.5)×10⁸ mol/cm³,峰值高度基本分布在107 km和113 km高度处,且不随太阳活动变化,平均值约为107 km;NO密度与太阳软X射线及地磁Ap指数的相关系数在不同高度存在0、1和2天的最佳延迟时间,而同太阳软X射线的统计关系在不同高度和季节存在"线性"、"放大"和"饱和"现象;从统计和事件分析结果来看,太阳活动对磁赤道地区低热层NO密度的气候尺度变化的影响远大于地磁活动,但地磁活动对NO短期变化贡献非常明显.     

一个新的太阳宇宙线的日-地传输模型

提出了一个新的太阳宇宙线日 -地传输的数学模型 ,它包括日冕粒子分布源和行星际传播方程 .根据对太阳宇宙线耀斑黑子群特征和耀斑相的观测 ,提出了多极性黑子湮没的两阶段日冕传输过程和传输方程 ,得到了与观测特征一致的日冕粒子分布源 .日冕传输的第一阶段 ,和太阳耀斑脉冲相的时间相当 ,加速粒子通过扩散很快均匀地分布在耀斑区 ,形成所谓快传播区 .第二阶段 ,加速粒子向快传播区以外的日冕区扩散并向行星际空间逃逸 ,形成慢传播过程 .日冕传输模型的数值结果和日冕传输的观测特征符合 .太阳宇宙线的行星际传播采用三维正交均匀各向异性方程描述 .最后把模型的数值结果与 1 997年 9月 2 4日事件的SOHO（SolarandHeliosphericObservatory）观测资料作了比较 .能较好地符合 .     

基于太阳辐照校准地基日冕仪光度的方法研究及初步测试

利用地基日冕仪对更靠近太阳临边的日冕进行成像观测,对于深入研究日冕结构的产生及演化等非常重要.为得到准确的观测数据,本论文提出了地基日冕仪光度校准和补偿方法.针对观测谱线为530.3 nm的地基日冕仪原理样机,我们搭建了实验室测试系统校准日冕仪.同时,为对大气传输路径上的光损失进行补偿,我们研制了太阳辐照计,用于同步记录太阳光球辐照度作为参考基准.在威海进行了实地观测,实验表明：采用不同光电探测器的两套辐照计地面测试结果的相对偏差不超过0.5%,由此估计地基日冕仪光度校准总的相对不确定度约为0.54%,验证了该方法是精确和可行的.据此确立的数据处理流程将用于子午工程二期建设设备中光谱成像日冕仪的科学数据产出,并可为空间日冕仪光度校准提供可能的解决方案.     

日冕物质抛射—空间天气的扰动源

日冕物质抛射是引起空间天气扰动的重要起因＿本文对日冕物质抛射的一般参量和形态、它与其它太阳活动现象的关系、它在行星际空间的表现以及它导致的地球空间环境扰动的研究进展作了介绍和讨论     

Space Weather Parameters: Modeling and Prediction from the Data of Groundbased Observations of Solar Activity

We consider the prospects for developing a forecast system for space weather (SPW) parameters with the use of home facilities for groundbased observations of solar activity. The space weather forecast can be conventionally divided into three components: (i) the prediction of recurrent, slowly changing events connected with the topology of the large-scale magnetic field, (ii) the estimation of fluxes of UV and high-energy radiation, and (iii) the observation of high-speed phenomena, such as solar flares and eruption processes, and the prediction of their consequences at the the Earth’s orbit. At present, to predict recurrent events, data from regular observations of the large-scale field of the Sun by the solar telescope–magnetographs for operative (realtime) prediction (STOP) are effectively used. To estimate high-energy fluxes, to register eruption events, and to estimate their geoefficiency, data from the patrol optical telescope–spectrographs may be used. Patrol telescopes operate in automatic mode and register the processes with an interval of approximately one minute. To detect eruption processes, we propose a method based on the difference between the intensity values in the wings of chromospheric spectral lines. The results of the use of the observational complex of the Kislovodsk Mountain Astronomical Station for the SW forecast are considered in the paper.     

Prospects for Solar and Space Weather Research with Polish Part of the LOFAR Telescope

The LOw-Frequency ARray (LOFAR) is a new radio interferometer that consists of an array of stations. Each of them is a phase array of dipole antennas. LOFAR stations are distributed mostly in the Netherlands, but also throughout Europe. In the article we discuss the possibility of using this instrument for solar and space weather studies, as well as ionosphere investigations. We are expecting that in the near future the LOFAR telescope will bring some interesting observations and discoveries in these fields. It will also help to observe solar active events that have a direct influence on the near-Earth space weather.     

地磁活动对气候要素影响的研究进展

地磁活动是太阳爆发现象引起地球近地空间磁场扰动的重要空间天气过程之一.地球磁场的变化具有多种时间尺度,其中从数十年到数世纪的长时间地磁场变化主要是由地核磁场引起的,而从数秒到数年的短时间地磁变化与太阳活动有关.近年来,越来越多的统计研究表明,地磁活动与太阳活动和地球气候变化之间存在着显著的相关性.地球磁场和地球大气系统的耦合现象驱动着人们探索地磁活动对地球天气和气候系统影响的研究.本文的目的就是综述国内外地磁变化对气候影响的研究进展,介绍我们最新的研究成果,探索地磁活动对气候要素的影响特征和可能机理过程,为深入研究地磁活动对地球天气和气候的影响提供基础和依据,以期对地磁活动和气候要素关系有进一步的认识.     

日地系统学中的太阳活动研究（Ⅰ）日地系统物理学中缓变型太阳活动的研究

现代的日地物理学是把太阳－行星际空间－地球作为一个统一的体系，研究体系中各层次的动力学过程及各层次间的相互耦合作用。太阳活动是引起该系统变化和扰动的主要源，太阳活动的研究在日地物理研究中受到特别的重视。太阳活动现象依其变化速率可被分成缓变型与爆发型两类。本文叙述日地系统学中缓变型大阳活动的研究进展，并且讨论它在９０年代所面临的问题。     

日地系统学中的太阳活动研究（Ⅱ）爆发型太阳活动—太阳耀斑

爆发型太阳活动是日地系统中重要的扰动源。本文介绍日地系统学中最剧烈的爆发型太阳活动－太阳耀斑的观测研究进展。综述了最近两个太阳周的地面与空间观测所得到的耀斑的物理图象和统计性质，简单讨论了空间观测设备的发展和面临的研究课题。     

地磁钩扰的全球响应特征研究与初步统计结果

地磁钩扰是太阳耀斑效应的直观表现之一,其研究有助于深入理解太阳爆发对地球空间环境的影响过程,并能为空间天气建模和预报提供科学依据.本文利用山东大学威海地磁台和Intermagnet地磁链与子午工程的地磁观测数据,联合GOES卫星及数字测高仪等的数据,研究了一个由M5.6级太阳耀斑引发的地磁钩扰事件的全球响应特征.研究发现：地磁钩扰特征呈现出南北半球与午前/午后的差异,且地磁响应相对于太阳耀斑存在约3 min的滞后现象,而夜侧无明显扰动;利用位于日侧的50余个地磁台站的数据统计分析后发现地磁钩扰幅度呈现正态分布,且在当地时正午附近达到峰值;利用地磁数据反演出钩扰发生时电离层的电流体系S_s和宁静日电流S_q,并用该电流体系解释了此事件中地磁数据的变化特征.另外,本文初步统计了1996-2015年的地磁钩扰事件数以及相关的太阳耀斑事件数,分析后发现X级耀斑引发地磁钩扰的可能性最大,达42%,由M级耀斑引发的地磁钩扰事件数最多,A、B、C级等小耀斑引发地磁钩扰的可能性很小.     

典型的太阳质子事件峰值流量的一种预报方法

分析了1988~2006年中62个典型的太阳质子事件,发现其归一化后峰值流量变化具有很好的统计规律,根据该规律提出了一种对太阳质子事件峰值流量进行预报的方法.试验预报结果表明,太阳质子事件峰值流量的预报值和实测值都在同一个量级以内,平均相对误差为32％,预报误差在可接受范围内.本文方法对于日常预报业务而言是实用和可行的.     

风云二号03批卫星空间环境监测器

风云二号卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,自1997年以来,01批与02批卫星空间环境监测器成功的业务运行获得了大量重要探测成果;在继承01批与02批产品研制技术的基础上,提高了03批空间环境监测器的探测性能指标和技术设计,更好地满足空间天气预警业务发展的新需求.本文对风云二号03批卫星空间环境监测器的新设计、关键技术研制和发射前的定标试验结果进行分析和讨论.     

基于Weimer模型的高纬地磁扰动预测

地磁扰动是空间天气中的重要现象,对地基技术系统具有重要的影响.准确预报地磁扰动可以有效避免重大灾害发生.本文基于Weimer电势和磁势模型发展了高纬地区地磁扰动的模拟方法,并与地面台站观测数据进行了比较.地表磁场扰动主要受电离层电流系统的影响,利用Weimer模式计算出电离层等效电流分布后,基于毕奥-萨伐尔定律推导了地磁扰动三分量与电流的关系,最终计算出地磁扰动量.模型的输入参数为太阳风速度、太阳风密度、行星际磁场和磁偶极倾角.模型计算结果与不同纬度和经度的地磁台站观测结果对比表明本文的计算方法能有效地模拟地磁暴期间地磁扰动特征.本文结果对今后发展高纬地区地磁场预报模型奠定了重要基础.