传导网络中的地磁灾害（一）

地磁扰动可以破坏传导网络的运行，如电力系统、管线和通讯电缆。在电力系统中，地磁感应电流(GIC)通过电力变压器传到地面，干扰变压器的运行，使变压器变热，增加无功功率需求，并产生导致继电器误操作的谐波。在极端情况下，这些效应能导致电力中断，如1989年3月地磁暴期间，魁北克电网中断供电长达9个小时，600万人受到影响。地磁扰动是由太阳喷发高能粒子流向地球空间传动的结果。当这些粒子到达地球时，与地球磁场产生相互作用，所激发的电流向下流动到地球电离层。大部分强电流伴随着极光出现在横跨加拿大的东西带上。它是由电离层电流产生的磁场在地面上所看到的一种磁扰现象。预防地磁对电力系统的影响主要是阻止电力系统中产生地磁感应电流。但是这种措施相当昂贵，许多设施欲在地磁扰动期运行还需依赖地磁活动预报。加拿大地磁预报服务局是由加拿大自然资源部设立的机构，从1974年开始运行，现在可以提供覆盖加拿大3个纬度带的长期和短期地磁预报服务。该项研究工作是全方位的，从用于改进预报的有关太阳爆发的新资料到了解电力系统对磁扰的反应。地磁扰动研究由加拿大地磁预报中心和许多加拿大大学研究小组负责进行，而地磁感应的研究是由一些受其影响的行业组织进行的，也经常与上述预报中心进行合作研究。     

佘山地磁台百年磁暴（二）——极大磁暴分析

本文是佘山地磁台百年磁暴的第二部分,对其极大磁暴（主相ΔH≥400 nT）进行分析.通过与其他三组由不同地磁活动指数定义的极大磁暴对比,表明佘山台用主相幅度差对极大磁暴的定义与之基本相符.同时结合几个典型磁暴,对磁暴与太阳风、行星际磁场和电离层之间的关系进行了讨论.     

太阳自轉对地磁場的影响（二）

作者在前一篇文章里分析每月五天国际磁扰日在太阳自轉周里的頻率分布,得到下述两个結論: 1.国际地磁干扰日在太阳自轉周里确实存在着一个不变的頻率分布,地磁場发生干扰的可能性,在頻率高的日序里約为在頻率低的日序里的二倍。 2.太阳的活动性,在太阳經圈上的分布是不均勻的,有些部分活动性強,有些部分活动性弱。     

太阳自轉对地磁場的影响（二）

作者在前一篇文章里分析每月五天国际磁扰日在太阳自轉周里的頻率分布,得到下述两个結論: 1.国际地磁干扰日在太阳自轉周里确实存在着一个不变的頻率分布,地磁場发生干扰的可能性,在頻率高的日序里約为在頻率低的日序里的二倍。 2.太阳的活动性,在太阳經圈上的分布是不均勻的,有些部分活动性強,有些部分活动性弱。     

地磁感应电流（GIC）的作用与评估

地磁感应电流（GIC）可能对各种人工长距离导电体造成影响与危害.地磁扰动产生的感应电场的强度与地磁场强度、地下电阻率结构相关,在导电系统内生成的GIC的强度则同时与导电系统的内在结构有关.计算了加拿大Manitoba省三个典型地区在2000年7月15日的一个强烈磁暴期间产生的感应电场.通过对地磁活动性的统计分析,估计加拿大魁北克电网可能经受的最大GIC达每相78A（一年一次）和234A（每十年一次）.     

中国（东亚）地磁台链建设及其观测与国际地磁卫星台网

本文对中国（东亚）地磁台链的漠河,北京十三陵,三亚和南极长城站与中山站地磁台的建设及其观测研究做了较系统的总结,北京地磁中心,南极长城站与中山站地磁台是中国首批实现了数字化的地磁台,为中国地磁台链参加了国际地磁卫星（ＩＮＴＥＲＭＡＧＮＥＴ）奠定了基础,此外,本文对国际地磁卫星台网做了简单介绍。     

带电粒子穿入地磁場的一种机制（一）

自从辛格用輻射带內电性粒子运动所形成的电流环,成功地解释磁暴主相形成的机制以来,这些带电粒子的来源就成为磁暴主相理論的一个重要問題。本文以两度空間双曲线磁場,对带电粒子的軌道进行初步計算表明:由于貭子和电子的反射方向不同,在中性点附近可以形成由东向西的极化电場。在这个电場的作用下,带电粒子的飘移运动可以通过中性点穿入地磁层而被捕获。据初步估計,我們的計算与帕克尔等的理論結果相符,并可以解释磁暴主相。     

磁层亚暴与磁层暴（Ⅱ）:太阳风参数对Dst的影响机制研究

为了研究地磁活动指数D_st受太阳风参数影响,包括行星际磁场（IMF）南向分量B_st、太阳风速度V_?和太阳风-磁层发电机电动势U调制的机制,应用太阳风-磁层-电离层输入-输出[I（t）-O（t）]电网络模型,对磁层亚暴与磁层暴过程中,B_z（t）-D_st、V-a（t）-D_st和U（t）-D_st的激励-响应特性进行模拟。研究表明,B_z是形成亚暴与磁层暴的前提条件,V_st是形成亚暴与磁层暴的充分条件,二者统一于电动势U_st研究结果与观测结果一致。     

带电粒子穿入地磁場的一种机制（一）

自从辛格用輻射带內电性粒子运动所形成的电流环,成功地解释磁暴主相形成的机制以来,这些带电粒子的来源就成为磁暴主相理論的一个重要問題。本文以两度空間双曲线磁場,对带电粒子的軌道进行初步計算表明:由于貭子和电子的反射方向不同,在中性点附近可以形成由东向西的极化电場。在这个电場的作用下,带电粒子的飘移运动可以通过中性点穿入地磁层而被捕获。据初步估計,我們的計算与帕克尔等的理論結果相符,并可以解释磁暴主相。     

GSFC（9/80）地磁模型的评价和中国地磁台站异常值的确定

本文利用1960—1980年中国地磁台站资料检验了GSFC（9/80）地磁模型,结果表明该模型是成功的。据此通过地磁台站1960—1980年的观测值与GSFC（9/80）模型计算值的比较,确定了中国地磁台站的异常值。本文还建议在基本磁场的研究中从台站观测年均值中减去较精确测定的台站磁异常值,以提高资料的精确度。     

GSFC（9/80）地磁模型的评价和中国地磁台站异常值的确定

本文利用1960-1980年中国地磁台站资料检验了GSFC（9/80）地磁模型,结果表明该模型是成功的。据此通过地磁台站1960-1980年的观测值与GSFC（9/80）模型计算值的比较,确定了中国地磁台站的异常值。本文还建议在基本磁场的研究中从台站观测年均值中减去较精确测定的台站磁异常值,以提高资料的精确度。     

一种地磁（△Z）化极方法

地磁异常ΔZ受到岩石斜磁化方向畸变。应用函表示ΔZ后,能将磁异常ΔZ化到磁极而消除了这一畸变。由此得出垂直磁化磁异常三分量ΔZ⊥、ΔX⊥、ΔY⊥,它们的导数以及向上和向下延拓公式。这一方法将有助于地磁资料的进一步解释。     

佘山地磁台百年磁暴（一）——太阳周期变化

上海佘山地磁台位于中纬度地区,拥有逾百年的连续地磁场观测资料,非常有利于研究地磁活动的周期规律.本文利用该台站1908至2007年的100年磁暴记录,通过时序叠加、傅里叶分析和小波分析研究了磁暴的周期规律.结果表明：强磁暴具有显著的11年、22年和季节变化;弱中等磁暴没有明显的11年周期,并且季节变化的幅度较小.奇/偶太阳活动周相比,强磁暴的季节变化存在一定的差异,低年季节变化不明显,高年季节变化显著,并且偶数周的变化相对复杂.     

一种地磁（△Z）化极方法

地磁异常ΔZ受到岩石斜磁化方向畸变。应用函表示ΔZ后,能将磁异常ΔZ化到磁极而消除了这一畸变。由此得出垂直磁化磁异常三分量ΔZ_⊥、ΔX_⊥、ΔY_⊥,它们的导数以及向上和向下延拓公式。这一方法将有助于地磁资料的进一步解释。     

VPN技术在新疆地磁台阵中的应用

介绍了新疆地磁台阵的测点分布、测点设备构成情况以及运用VPN技术将地磁台阵观测系统接入地震行业网、VPN网络建设等情况。在新疆地磁台阵中应用VPN技术,实现了地震行业网对地磁台阵设备的远程管理和数据交换,随时获取数据信息,并能够对地震前后观测信息短临变化进行快速跟踪。     

基于深度残差网络与MVMD的多通道地磁信号处理

地磁数据在地震预报、空间天气监测、矿产资源勘查、地球深部构造探索等领域具有重要价值.但现有的地磁台站观测数据受到人文噪声污染的问题日益严重,给地球内部高精度成像带来了极大困难.为此,我们将深度残差网络(residual network,ResNet)与多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition,MVMD)引入到地磁信号的处理,提出一种新颖的多通道地磁信号处理方法.首先,利用深度残差网络对大量人工标记的数据集进行训练,得到基于残差网络的地磁信噪识别模型;然后,利用训练好的模型识别出观测信号中的含噪片段;之后,利用MVMD对含噪片段进行多通道的信噪分离,得到去噪后的片段;最后,用去噪后的片段代替原始观测信号中的含噪片段,得到完整的高质量信号.为验证方法的有效性,我们设计了仿真实验,结果表明所提方法可以将观测信号的信噪比提高约15 dB,相对于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、数学形态滤波(mathematical morphological filtering,MMF)、小波去噪(Wavelet)等方法具有较明显的优势,且适合多通道信号的同时处理.我们将所提方法应用于菲律宾海及西太平洋的海底观测的地磁数据,结果表明所提方法的识别精度约为98%,并能够极大改善信号的质量.去噪后的信号与相邻台站的同时段高质量信号的相似度由去噪前的94.75%提升到了97.34%,表明处理结果是可靠的,使用我们的方法有望提高地磁数据成像的精度及可靠性.

     

“天宫二号”空间实验室大气质谱信号与地磁信号在磁暴干扰下的Hilbert-Huang变换

本文采用Hilbert-Huang变换分别对磁暴干扰下的"天宫二号"空间实验室大气质谱信号和乌鲁木齐地磁基准台FHDZ-M15所产出地磁数据进行特征分析.实验首先采用小波分析方法分析两种信号的能量谱,结果可得:"天宫二号"空间实验室大气质谱信号和M15地磁信号在磁暴时段能量较为集中,且幅值较大.该实验表明两种信号的能量分布成正相关性.基于Hilbert-Huang变换的时频聚集性及处理非平稳信号的能力,实验进一步采用Hilbert-Huang变换对磁暴干扰下的两种信号进行时频特性分析.通过对两种信号的Hilbert-Huang谱分析可得:"天宫二号"空间实验室大气质谱信号和M15地磁信号在磁暴干扰下的频率均主要集中在0.2 Hz之内.同时,Hilbert-Huang谱实验清晰反映出了两种信号能量随时间和频率的分布情况.     

耀斑-行星际激波结构与相应地磁扰动结构间关系的分析（Ⅰ）

利用297个耀斑-行星际激波-地磁扰动事件,统计研究了耀斑-行星际激波等离子体结构与相应磁扰结构间的关系,新的发现是:当激波面后的磁场南、北分量不大时,激波等离子体结构决定着相应磁扰的基本结构形态,特别是等离子体热状态与相应磁扰的恢复相关系十分密切.由本文定义的激波能量传输指数——FS指数对相应地磁扰动能给出较好的描述.推论:除磁重联这类能量传输机制外,对于行星际磁场南、北分量较小时,还可能存在以等离子体过程为基础的决定磁扰变化结构的太阳风-磁层能量传输机制,应进一步研究.