基于XGBoost机器学习的地磁日变重构方法研究

为了重构或恢复存在严重干扰或数据缺失的台站观测数据,本文基于周边已有台站的高质量观测数据采用XGBoost机器学习方法重构地磁日变数据.仿真试验结果显示,无论是磁静日还是磁扰日,地磁场分量的绝对残差均值均低于0.1 nT.试验统计数据及重构结果残差曲线的对比分析表明,地磁日变重构精度与地磁活动性和待重构信号的时变剧烈程...     

蒙城地震台地磁Z分量日变化特征分析

利用蒙城地震台近20年的地磁Z分量观测资料,对磁静日幅度、磁扰日幅度和磁静日低点时间的年变化与长期变化进行了分析,结果表明,Z分量日变化特征明显。由此总结出Z分量变化的一些基本特征,对识别地磁场异常变化或干扰变化具有一定的参考价值。     

地磁低点位移线两侧异常变化的反相位现象及其解释

本文通过部分震例研究发现,在地磁低点位移异常日及附近,分布于低点位移线两侧的地磁垂直分量日变化畸变异常部分具有反相位变化特征,而水平分量无类似的现象.作者依据Biot-Savart定律推测,在低点位移异常期间,在低点位移线下方有一引起地磁垂直分量日变化畸变的电流通过,且该电流为线状分布,或仅在垂直面内有分布,埋深一般认为几十千米.作者同时分析认为,当这种电流的分布形成闭合圈或有东西分量时,地磁基本场对其产生的作用力对地震的发生可能有触发作用.     

地磁日变与地震活动关系的主成分分析——以日本岩手县北部6.1级地震为例

本文提出了将主成分分析方法和地磁日变分析方法相结合以从较强干扰背景中提取相对较弱地震地磁信息的一种新思路.具体以1998年日本岩手县北部6.1级地震为例,选用三个地磁观测台资料进行研究.利用调和分析方法得到了各台基于多次谐波拟合的地磁日变曲线,在此基础上对各台的地磁日变形态进行了研究,发现距震中最近地磁台的日变形态在地震前大约两周出现了明显的异常,而其他两个距离震中相对较远的观测台日变形态基本正常.最后,将主成分分析方法应用于上述拟合地磁日变结果,得到了各主成分及其所占能量比的时间变化,结果表明在地震前两周左右第二主成分所占能量比显著增加,而且距离震中最近的台站的上述变化明显高于另两个较远的台站.上述结果表明地震前两周左右检测到的地磁日变异常可能与震中附近地下电阻率的变化或孕震过程中产生的电磁信号存在一定关系,相关研究结果有助于加深对地震电磁现象的认识和理解.     

磁暴主相的經度不对称性

太阳带电粒子流通过磁边界层的中性点或阻塞点,由于极化电場的漂移运动或雷萊-泰勒（Rayleish-Taylor）不稳定运动,穿透磁层而进入地磁場被輻射带所捕获。这些被捕获的电子将向东漂移而形成西向电流。在它們围繞地球一周形成封閉的电流环以前,由于地球的自轉以及这个电流弧对地球各地的相对位置的不同,电流分布以及它在地面磁赤道附近所产生的磁場分布都将是不均匀的,对經度来耕是不对称的。本文假定电子繞地球的漂移周期为两天,計算了当磁暴开始时位于地方时00,06,12及18小时的台站記录的磁場随“暴时”T_st变化的曲线。理論結果与用佘山及洪伽幼地磁台站得到的統計結果是一致的。     

在耀斑-日球电流片坐标系中——研究耀斑-激波相应地磁扰动的分布特征(Ⅱ)

本文采用一种新的坐标系——耀斑-日球电流片坐标系,对1966—1982年间由耀斑-激波所引起的277个耀斑-地磁扰动事件进行了分析.初步结果是:1.耀斑-地磁扰动事件在该坐标系中相对日球电流片的随机分布呈高斯分布,极大值在电流片附近;2.当地球和耀斑位于日球电流片同侧时,地磁扰动事件频次远高于异侧;3.地磁扰动强弱在该坐标系中的分布,亦呈现了同侧高于异侧,且极大值多在日球电流片附近;4.耀斑-激波能流密度ρ_2V_2~3及其跃变量ρ_2V_2~3-ρ_1V_1~3在该坐标系中具有十分类似于相应磁扰水平的分布,其离散程度后者略大于前者. 根据本文的结果可以看出,对耀斑-地磁扰动研究来说,近太阳日球电流片的存在是一个重要的特征面,它对耀斑-地磁扰动的产生和强弱水平有重要影响,使太阳耀斑活动与地磁活动效应之间的对应关系变得复杂化了.     

磁暴对辽宁地区核旋总强度通化值的影响及提高通化精度的方法

通过不同K指数的磁暴对辽宁省磁测点总强度通化值的影响,发现在8个地磁测点,不但干扰幅度不一洋,而且以沈阳台为基准点做的通化值不能完全消除外空场的干扰。磁静日通化值一般不超过1.6nT,而磁暴日通化值可达4.0nT左右。不论磁静日或磁暴日,标准偏差随通化台距离增加而增加,通过加权和五天磁静日方法可提高通化值的精度。     

四分位法在地磁日变化观测数据分析中的应用

四分位法可用于描述包括偏态分布、分布不明和分布末端无确定值等任何分布资料的特征,并且可以去除数据中大数的影响,较均值、标准差等更为稳定.针对地磁日变化数据的复杂性,不同时段数据分布特征的差异性和不确定性,在此引进四分位法加以分析.通过分析,提取地磁日变化中来自地磁场扰动、仪器记录错误、人为干扰以及可能与地震的孕育有关因...     

在耀斑-日球电流片坐标系中——研究耀斑-激波相应地磁扰动的分布特征（Ⅱ）

本文采用一种新的坐标系--耀斑-日球电流片坐标系,对1966-1982年间由耀斑-激波所引起的277个耀斑-地磁扰动事件进行了分析.初步结果是:1.耀斑-地磁扰动事件在该坐标系中相对日球电流片的随机分布呈高斯分布,极大值在电流片附近;2.当地球和耀斑位于日球电流片同侧时,地磁扰动事件频次远高于异侧;3.地磁扰动强弱在该坐标系中的分布,亦呈现了同侧高于异侧,且极大值多在日球电流片附近;4.耀斑-激波能流密度ρ₂V₂³及其跃变量ρ₂V₂³-ρ₁V₁³在该坐标系中具有十分类似于相应磁扰水平的分布,其离散程度后者略大于前者. 根据本文的结果可以看出,对耀斑-地磁扰动研究来说,近太阳日球电流片的存在是一个重要的特征面,它对耀斑-地磁扰动的产生和强弱水平有重要影响,使太阳耀斑活动与地磁活动效应之间的对应关系变得复杂化了.     

海洋磁测日变校正的纬度改正方法研究

目前,在远海开阔性海域磁测中,尚难以有效设立日变站,致使日变改正仍存在着困难.本文利用地磁台站实测资料对地磁日变的纬度分布特征进行研究,发现日变值随纬度变化具有由Sq电流中心向南北两侧递增的规律,且二者之间的关系可用二次函数近似描述。以此规律为基础我们建立了纬度改正方法,该方法以经度链为基站,利用基站数据得到日变值与磁纬度的拟合函数以进行纬度改正,再调整时差作为经度校正即得到计算站的日变值.实测数据计算结果表明,相较于加权平均法,此方法在远距离(经度差达40°)仍能保持较高的校正精度(<4 nT),因而能更好地适用于远海磁测.     

Active longitudes of sunspots

The inhomogeneity of the sunspot group longitude distribution has been determined depending on the rotation period used to determine a longitude. The statistical significance of the found active longitudes has been estimated. It has been indicated that a rather high reliability is reached only when the synodic rotation period is close to 27 and 28 days. In this case active longitudes show the long-term variation related to the north-south asymmetry of the sunspot formation. It is assumed that active longitudes are related to the relic magnetic field frozen in a uniformly rotating solar radiative zone.     

基于CM4模型的中国大陆地区地磁场时空分布特征分析

本文利用第四代地磁场综合模型（Comprehensive Model 4,CM4）,计算了1982-2001年中国大陆地区同一经度链和同一纬度链上地磁台站的磁层源磁场及其感应场、电离层源磁场及其感应场的地磁北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z的模型值,分析了各场源磁场随时间和空间的变化特征。结果表明:在时间上,经度链和纬度链台站的磁层源磁场及其感应场均呈现出11年和27天周期性变化。电离层源磁场及其感应场具有明显的季节变化,不同年份相同季节变化形态一致但幅度不同。在空间分布上,经度链和纬度链台站磁层源磁场及其感应场的年变化幅度呈现出不同变化特征,电离层源磁场及其感应场在经度链上变化特征不同,而纬度链台站的数值基本一致。日变化分析显示,磁静日和磁扰日期间,模型数据与台站实测数据变化一致性较好,相关性较高。     

太阳耀斑与磁暴的关系

一、引言自海尔（G.E.Hale）提出太阳耀斑活动的特性为日地关系的重要关鍵这一問題后,近30年来天文学家、地球物理学家对于耀斑所引起的一系列的現象,进行了許多研究工作。爱立生（M.A.Ellison）曾将研究太阳耀斑本身及其所引起的地球物理現象等工作,就其性貭綜合为九个方面.其中联系到地磁方面的为与耀斑几乎同时发生的紫外綫輻射所引起的“鈎扰”,和由于耀斑发射出来的微粒子流在1-2天以后达到地球而引起的“磁暴”.     

Determination of the running quiet daily geomagnetic variation

A new automatic running method for derivation of the quiet daily geomagnetic variation—“quiet day curve” (QDC) is described. The method consists in the automatic distinction of the quietest periods using the geomagnetic variations parameterization, calculation of the proper quiet daily variation for certain days, reconstruction of QDC for each day of the elapsed period and extrapolation of QDC for the subsequent period. The method ensures statistically reliable QDCs during the epoch of the solar activity maximum if the time interval used for derivation of QDC is not less than 30 days. The method of the running QDC calculation implies the uninterrupted calculation of the QDC resulting from the continuous 1-day forward shift of the 30-day interval. The method makes it possible to derive automatically and on-line the quiet daily variation in the polar caps, where northward interplanetary magnetic field can generate large magnetic disturbances during periods of planetary magnetic quiescence. This is the main advantage of the running QDC method over other known methods. It is shown that along with the seasonal (from month to month) and the solar cycle (from year to year) changes, the QDC amplitude is modified on a time scale less then a month following solar activity flashes.     

磁暴活动与云南新一轮地震活跃期分析

对通海地磁台记录的磁暴(K指数≥5)年频次分析发现,磁暴活动的周期有强弱之分,与云南省地震活跃期和平静期对比分析看到,磁暴活动较强的周期时段与云南地震的活跃期相对应,磁暴活动较弱的周期时段与云南地震活动平静期相对应.目前,云南地震平静期已持续15年,即将进入第Ⅴ活跃期,大震发生的危险逐日增强.磁暴发生的数目和太阳活动有...     

巴布亚新几内亚日全食的地磁场效应

为了研究1983年6月11日日全食的地磁场效应,我们在巴布亚新几内亚的莫尔兹比港（Port Moresby）进行了地磁观测。经过资料分析,在消除当天的正常日变化和干扰变化后,日食效应比较明显,水平强度减小（-3.6±1.2nT）,磁偏角偏东（0.6′±0.1′E）和垂直强度增加（5.0±1.1nT）。证实了日全食引起地磁场强度和方向的变化,与食分、食甚持续时间、太阳高度角（即日食发生的地方时）和季节有关。     

Implications for the low latitude cloud formations from solar activity and the quasi-biennial oscillation

We examined the effect of the 11-year solar cycle and quasi-biennial oscillation (QBO) on the ～27-day solar rotational period detected in tropical convective cloud activity. We analyzed the data of outgoing longwave radiation (OLR) for AD1979–2004, dividing into four different cases by the combination of high and low solar activities in terms of the 11-year variation, and easterly and westerly stratospheric winds associated with QBO. As a result, ～27-day variation has been most significantly detected in high solar activity period around the Indo-Pacific Warm Pool. Based on correlation analysis, we find that solar rotation signal can explain 10–20% of OLR variability around the tropical warm pool region during the high solar activity period. The spatial distribution has been, however, apparently different according to the phases of QBO. It is suggested that the 11-year solar cycle and stratospheric QBO have a possibility to cause large-scale oceanic dipole phenomena.     

On the sunspot cycle and the yearly variation of solar magnetic variation at istanbul

Summary The sunspot cycle variation of the amplitude of the solar magnetic variation has been investigated for magnetically moderate, quiet and disturbed days at Istanbul for the period 1949–1968, and fairly good linear relationship has been found forZ andD components of the earth's magnetic field. In some cases, it is rather difficult to say that there is any linear relationship between sunspot number and the amplitude of theH component of the earth's magnetic field. Meanwhile,K indices has also been considered with sunspot number by means of multiple regression analysis to overcome some uncertainties in this investigation.     

中国地磁场北向强度的太阳周期效应

本文根据1961-1971年我国五个地磁台北向强度的资料,采用长期变化二次项的残差ΔX,讨论了我国境内太阳活动周期的地磁效应。结果表明,各台ΔX的变化与太阳黑子数平均为11年周期有关,其相关系数平均为-0.77;ΔX的变幅随纬度的增高而有所     

磁层-电离层电动耦合的中纬电离层效应

本文通过对1982年磁扰期间琼中、北京两站地磁X分量变化的分析,证实了磁层-电离层电动耦合对中纬电离层电流的影响.分析发现:磁静、磁扰条件下的平均日变化中,两站X分量变化在白天有反向的趋势.这表明它们分处于与动力效应对应的电离层发电机电流圈中心之南北两侧.在磁暴主相期间,X分量变化形态与之明显不同,两站地磁南北分量有同向变化,且变幅相近,甚至有时北京站△X更大.对环电流能量增长指数R小于-25nT/h的21次事件所作的时序叠加分析（以R最负时为零时）进一步证明,这种同向变化是普遍存在的.两站零时之△X大小相近,相关系数高达0.98.该同向变化与R指数突然变负密切相关. 以上对比表明,与发电机电流造成两站X分量反向变化不同,同向变化是磁层源高纬扰动电流向中低纬直接穿透的结果.本文对动力和电动耦合两种过程的不同进行了初步讨论.