基于神经网络的太阳黑子面积平滑月均值预测

黑子面积数是表征太阳活动的重要物理量,准确预测黑子面积能为太阳活动研究、空间天气业务等提供重要参考依据。本文提出一种基于BP神经网络的黑子面积平滑月均值预测方法,利用第20个太阳周之前的数据对网络进行训练,建立预测模型。对第21个太阳周至今的数据进行预测试验,并考虑不同训练步长、预测步长对模型精度的影响。结果表明,该模型能准确逐月预测黑子面积,采用不同训练步长时相对误差均不超过5％,进行更长时间的预测,相对误差会逐渐增大。     

迷你冰期来临

<正>王绍武等在2010年发表的文章(《科学通报))第55卷第30期)中认为未来可能进入一个新的太阳活动极小期,并指出太阳活动11年周期的第24周(从2008年开始)极大年(2013年)的太阳黑子数有重要的指示意义。最新的观测表明,第24周极大年(M年)的太阳黑子数只有64.7,低于第15~23周(1913—2007年)中任何一个周期M年的黑子数,仅与第14周的太阳黑子数(53.9)接近(表1)。这有力地证明,开始于1920年代的     

80年代的太阳活动及其对气候的影响

列出了1980—1990年的逐月国际太阳黑子数,指出整个80年代太阳活动异常强盛,尤其是最新的双周(第22周)黑子数峰值竟超过了通常较强的单周(21周)峰值,且发现太阳活动在长趋势演变和年际变化上均与全球气温密切联系。这样,80年代的强太阳活动可能对80年代以来的全球显著升温有一定影响。随着太阳活动的趋向减弱,估计90年代的全球升温幅度会有所减缓。     

太阳黑子的11年周期与超长期气候预报

目前在做超长期气候预报时,人们经常用到太阳黑子。为了今后工作方便,我们在这里把有关太阳黑子的资料及11年周期的分析方法,做一个扼要的介绍。关于太阳黑子最完整的记录是瓦尔德梅尔整理的苏黎士天文台1610—1960年的观测结果。其中1749年以后有逐月的相对黑子数。1700—1748年仅有年平均相对黑子数。1610—1699年期间只有太阳黑子11年周期的最高(M)及最低(m)出现的时间。此外,美国地球物理研究杂志按月公布苏黎士天文台的初步黑子数。每年初公布上一年经过最后核算的黑子     

太阳与地球气候

太阳是地球上各种生命活动的原动力。如果没有太阳,地球上的海洋和大气运动就会完全停止,所有的生命就不会生存。因此,研究地球气候的变动必须研究太阳的变动。关于太阳的变动性,目前研究的中心,是关于太阳变动给予地球环境的影响。太阳活动的异常低下与“蒙德极小”研究太阳活动,一般是从测量太阳光球面上发生和成长的黑子与黑子群的数目着手。单个黑子的总数为(f)与黑子群数(g)扩大10倍之和(10g f),从世界各地天文台汇集于楚里哈(英国)天文台,然后由这里确定为国际使用的相对黑子数,各国的研究者现在所用的就是这个。这一方法,最初是由R.沃尔夫(Wolf)提出的,所以叫做“沃尔夫黑子数”。     

关于太阳黑子和黑子相对数

太阳黑子相对数是表征太阳活动的一种常用的指标。黑子的盛衰基本上代表了整个日面辐射能量的变化。虽然黑子相对数只给出了黑子形成活动的一般特征,但基本上表征了太阳活动的强弱。它除了能表示太阳紫外辐射外,而且在黑子活动极大值附近年份还能够反映太阳的微粒辐射部份。特别是完整可靠的黑子记录可追溯到1749年,这就为开展日地关系的研究提供了有利条件。     

1978-2000年的太阳活动预报

太阳活动第20周已在1976年6月(1976.5年)结束,相应的极小相对月平滑值(?)_m=12.2。目前太阳活动正处于第21周的上升期。根据Waldmeier方法和公式,来预报本周的峰值、极大月平均值(?)_m,相应的极大时刻()_m。 V=((?)_m-(?)_m)/12(18.4-7.14lg(?)_M) (1)上式V为本活动周上升速率。根据《太阳地球物理数     

一个新的太阳活动极小期即将到来吗？

2011—2012年冬季欧洲的严寒再次提醒人们出现寒冷气候的可能性。因此,近年来太阳活动的减弱尤为引人注意。Solanki等[1]指出,从2008年开始的太阳活动11 a周期第24周,可能与1913年开始的第15周到23周不同,特别与第20周大为不同。图1给出沃尔夫数(黄色)及群太阳黑子数(蓝色)。太     

关于长期天气预报

七、太阳活动做长期预报、经常谈到太阳活动这个因子,实际上这个说法是不很确切的,因为至今人们所用的不过是太阳相对黑子数,亦称沃尔夫数。而太阳活动应该是指太阳上一切物理现象和物理过程的总和。太阳黑子只是太阳活动的一部份,沃尔夫数则又只是计算黑子的一种方法。所以我们应用的只是太阳活动的一个指标。不过因为沃尔夫数记录最长,对太阳活动又有相当的代表性,为了简便,也为了习惯,人们还是经常把太阳黑子与太阳活动混为一谈。     

太阳黑子活动与副高强度等参数关系的分析及预测

引　言 太阳与天气、气候关系的研究,最早可追朔到１８０１年天文学家Ｗ．Ｈｅｒｓｃｈｅｌ,在他的文章中提到：“当太阳黑子较少时,地面上的雨量也少…”。１８５２年天文学家Ｗｏｌｆ研究了苏黎世城历史上气象要素和黑子相对数的相关关系,发现：“当太阳黑子数多时,苏黎世地面气候较干燥,农业获丰收;而当太阳黑子数少时,气候则较潮湿,常有暴风雨造成农业上的灾害”。近１０年来,随着短期气候变化预测的迅速发展,太阳与气候的研究也再度活跃起来。 广东省的天气预报分析经验表明,副高的强度、位置与广东省前汛期降水量的偏多或…     

对未来两个太阳周太阳活动参数的统计预测

利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和后向传播(Back Propagation,BP)神经网络的方法,结合前23个太阳周期(1700—2008年)的周期特征数据,对第24和第25个太阳周的各个周期特征进行了预测,并且通过交叉验证算法得出两种方法都可达到最优。通过分析SVM与BP神经网络方法的预测结果,均表明第25个太阳周将会达到较强的强度,且大于第24个太阳周。此外,两种方法都预测出第25个太阳周的太阳黑子数在谷值年维持异常偏低,周期长度都会维持在10年左右。根据第24个太阳周已经过去的特征验证,BP神经网络的结果与实际情况更为接近,预测太阳活动在2020开始进入第25个太阳周,在2025年达到峰值,峰值年强度比第24个太阳周偏强。     

太阳活动与人体健康

据报载：1995年8月12日美国加州理工学院首次观测发现预计1998～1999年太阳活动高峰期为第一颗太阳黑子。欧洲航天局又于1996年初公布了欧洲太阳观测卫星的一组照片,证实了1996年1月15日太阳大规模气体喷射了5个小时,喷出100亿吨高温气体,在高空波及达560万余公里。它表明新一轮太阳活动期开始。太阳黑子出现和气体喷射是太阳活动的具体表现。太阳活动的周期平均为11年,它的强弱,一般视太阳黑子数目的多少而定,黑子越多,活动愈强烈;黑子数目少时,太阳活动就比较弱。太阳黑子是指太阳光球上经常出现的阴暗斑点。它是太阳活动的基本…     

江西旱涝与太阳活动的联系及其预报研究

根据江西气候史料，就太阳活动黑子相对数11年周期与江西旱涝的关系作了统计分析，结合太阳活动与副热带高压的关系，综合作出江西省在1995年、1996年和1997年超长期天气预报。     

二千年来太阳活动的11年周期资料

在研究气候变化及制做超长期预报时,太阳活动11年周期是大家经常考虑的一个因子。我们曾对1610年以后的11年周期做过分析。但是,我国历史资料丰富,无论严冬、大雪、水涝、干旱的记载,还是树木年轮、河底石鱼等遗迹,均能反映出数百年以至上千年前我国的气候情况。为了弄清历史上气候变化与太阳活动的关系,就需要把太阳活动资料也向前延伸。不过,1610年之前没有可能对太阳黑子进行仪器观测,那时的太阳活动只能根据肉眼对黑子的观测以及其它间接资料来判断。我国古代有很多关于太阳黑子及极光的记载,国外也有一些记录。D.J.朔韦(Schove)曾详细分析了有关的资料,确定出公元前五世纪以来的太阳活动11年周期最高年(M年)及最低年(m年)出现年份     

太阳黑子与气候预报

超长期气候预报的方法,目前除了用气候资料进行时间序列分析,寻找出其气候周期,作适当的外延外,也可以根据太阳黑子与大气环流、地面气候变化之间的统计关系,并利用天文上的黑子预报,来估计今后的气候趋     

2020年广东省气候概况

2020年广东省平均气温22.8℃,较常年偏高0.9℃,与2019年并列为1951年有气象记录以来最高;年高温日数31.8 d,较常年偏多14.3 d,为历史最多.广东省平均年降水量1 505.2 mm,较常年偏少16％,为近15年来第2少;全年共出现23次强降水天气过程,"龙舟水"偏多、偏强,其中5月下旬及6月上旬的...     

Ascending phase of solar cycle 25 tilts the current El Ni?o-Southern oscillation transition

自2020年初夏,赤道太平洋地区出现拉尼娜现象并持续两年半多(以下简称2020拉尼娜),对其未来演变的预测引起了很多关注,考虑到11年太阳周期活动对热带太平洋SST异常可能存在锁相影响,本研究分析了当前太阳活动周(即第25太阳周(SC25))对目前热带太平洋ENSO现象未来演变的调节作用,基于历史太阳周的统计特征,作者对第25太阳周达到其最大值的时间提出三种可能的情景,并讨论了不同情景下的太阳活动对未来两年ENSO演变的可能影响,第25太阳周的持续上升阶段在一定程度上抑制了当前2023厄尔尼诺现象发展为超级事件.     

1988～1998年北半球积雪时空变化特征分析

利用NOAA提供的北半球近10年(1988～1998)逐周雪盖观测资料，通过引入年或季节累积雪盖周数作为对雪量累积情况的定量衡量，对北半球雪盖变化时空特征进行了分析。结果表明:近10年来，北半球积雪年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山脉及北美中西部，其中青藏高原是北半球积雪异常变化最强烈的区域。青藏高原和欧亚大陆其他地区积雪变化的关联表现为两种不同的时空变化型，第一种型表现为青藏高原地区和其他地区(如欧洲、俄罗斯远东地区)积雪的同位相趋势性增多；第二种型表现为青藏高原地区和中亚地区积雪变化同位相，而和蒙古高原－我国东北地区积雪变化反位相的年际振荡。     

高要近50年雷暴的气候特征

利用肇庆市高要区1966—2015年的雷暴资料,通过数理统计、最小二乘法、滑动平均等方法,分析高要区近50年的雷暴气候特征。结果表明:高要年平均雷暴日数为78.1 d;年雷暴日数差异大,最多为109 d(1975年),最少为53 d(1990年);雷暴1—12月均可能出现,集中出现在3—9月;雷暴日数4季分布不均,且冬夏半年雷暴日数分布差异非常明显。雷暴日数分布为夏季春季秋季冬季,夏半年冬半年;50年来雷暴日数有减少的趋势,高要的气候倾向率为-0.46 d/年。雷暴的初日、终日之间的日数总体上呈减少趋势,大致每10年减少5.7 d;雷暴出现历年平均初日为3月2日,平均终日为10月12日;平均初-终日数为224.7 d。     

近52a望谟县雷暴日数变化特征及分析

通过对望谟国家基本站1959-2010年的雷暴观测资料进行对比统计分析,总结出望谟县雷暴日数气候变化规律和特征,发现近年来望谟县雷暴日呈减少趋势。并分别将月均雷暴日数与月平均降水量、年总雷暴日数与年总降水量作对比分析,发现：月均雷暴日数与月平均降水量通过了显著性为99％的t检验,表明月平均雷暴日数与月平均降水量之间存在一定的相关性。年总雷暴日数与年总降水量之间则不能通过90％的显著性检验,二者之间没有明显的关系。