一、Verification of Short-Term Predictions of Solar Soft X-ray Bursts for the Maximum Phase (2000-2001) of Solar Cycle 23（论文文献综述）
耿威[1]（2021）在《中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究》文中进行了进一步梳理电离层扰动是电离层物理研究的重要问题之一,也是空间天气预报的主要任务。由于电离层复杂的时空变化性,电离层扰动呈现出多尺度、不规则、复杂的变化特征。当电离层扰动发生时,其电子密度发生变化,对卫星导航定位及通信产生严重的影响。研究电离层扰动的特性及建模对于维护人类空间活动的安全,减少和避免空间天气事件的经济损害十分必要。电离层闪烁作为重要的电离层扰动效应之一,不仅可以反映电离层中不规则等离子体结构及其物理特性,而且可能导致地面接收机接收到的信号出现畸变和误码,从而影响卫星导航和通信系统的可靠性和精度。中国南方地区是电离层闪烁事件高发区,近年来,随着航空航天活动的日益频繁以及全球范围的通信和导航系统对空间环境的依赖日益增长,电离层闪烁的监测及效应研究突显出非常重要的应用价值。在此背景下,电离层扰动的监测、建模、效应等研究工作,成为国际研究热点之一。本文利用中科院空间环境监测网及中国地壳运动监测网数据,主要研究电离层扰动对导航定位精度的影响、统计分析电离层扰动引起的GPS周跳分布特征,最后构建中国南方区域电离层闪烁指数地图模型。本文的研究结果对空间天气研究人员和GNSS用户等具有重要的参考价值。主要工作内容如下:1、首先,本文定量评估了2017年9月8日磁暴期间,电离层扰动对GPS性能及动态精密单点定位精度的影响。其结果显示,磁暴期间,中国境内GPS台站动态精密单点定位（PPP）平均定位误差有明显的增加,最大误差接近2 m,相对于中高纬地区,低纬地区定位误差更大,持续时间更长,远大于正常情况下的动态PPP定位误差（dm量级）。ROTI指数地图与PPP误差分布地图比较得出,电离层不规则体的出现对GPS-PPP性能具有较强的影响。通过对广州和海南台站连续监测的电离层闪烁指数,及利用该台站解算的GPS-PPP定位精度的相关性研究结果表明,定位精度随闪烁指数的增加而降低。统计分析结果表明:当监测到电离层幅度闪烁指数S4大于0.4时,该台站解算的平均动态PPP误差要高于0.8 m。本部分研究结果表明,地方时日落之后,此次磁暴有助于电离层不规则体的产生,从而引起电离层闪烁。导航信号通过电离层不规则结构,会造成信号质量下降,周跳发生频繁,最终导致系统性能及定位精度降低。该研究对电离层扰动发生时导航系统影响的预测及改建改进电离扰动事件高发区导航通讯系统的设计有着理论参考和实际应用的意义。2、基于中国地壳运动监测网260多个GPS台站数据,分析2015-2018年,太阳活动下降期间中国及周边地区GPS周跳分布的时空特征,提出一个新的描述电离层扰动效应的参数:格网化周跳发生概率,讨论周跳与太阳活动及电离层闪烁的关系。统计结果表明,高仰角周跳随地方时、季节和太阳活动的变化明显。一天之中,周跳主要发生在日落之后至黎明前,午夜前后出现最频繁,白天很少出现。一年之中,周跳主要发生在春分和秋分附近,春分附近周跳出现比秋分更频繁,呈现春秋不对称性,夏季和冬季很少有周跳发生。太阳活动高年周跳出现的频率明显高于太阳活动低年。研究结果表明,周跳的逐年变化显着依赖太阳活动水平,且随太阳活动水平减低而减少。F10.7与周跳发生概率的线性相关指数约为0.7。电离层闪烁指数与周跳发生概率的相关性研究结果表明,周跳与闪烁存在密切的关系,闪烁是引起周跳重要因素。统计分析结果显示,当接收台站接收到的S4指数大于0.6时,该台站监测到的卫星发生周跳的概率约为30%。中国及周边地区发生周跳的区域主要集中在纬度25°以下靠近赤道异常区的低纬地区,中高纬度地区很少有周跳发生,此特征暗示引起GPS周跳的电离层不规则结构主要起源于磁赤道区。本部分研究结果在一定程度上反映了在太阳活动下降期间中国及周边地区GPS性能的波动,格网化周跳发生概率作为一个新的电离层效应统计参数弥补了由于GPS轨道导致的不同地点GPS卫星分布不均的局限性,克服了少数台站研究结论的片面性,周跳可用于电离层扰动的直接监测和预警,以及为GNSS定位精度研究提供参考。3、最后,针对常用电离层闪烁模型在中国地区精度无法满足研究和应用要求,以及常用的电离层闪烁监测产品较为单一等问题,利用中科院空间环境监测网监测数据,基于Kriging插值方法,构建了中国南方地区高精度实时电离层闪烁指数地图模型。通过与全球电离层闪烁预报模型（GISM）和反应电离层不规则体的电离层总电子含量指数标化率（ROTI）进行比较,验证利用Kriging方法构建的闪烁模型的有效性和准确性。结果表明,在电离层闪烁发生期间该地图模型可以较好地反映中国南方地区电离层闪烁的区域特征和演变趋势,相比于GISM模型,该地图模型的精度更高,时延更小。通过大量的实验分析,该地图模型值与实测值之间具有较低的平均绝对误差和均方差。以上结果表明,我们构建的电离层闪烁地图模型相对真实可靠,可用于监测预警在空间天气扰动条件下的区域电离层闪烁活动。论文主要研究中国地区电离层闪烁效应及其对GNSS卫星导航系统的影响,对加深中国地区GHz波段电离层闪烁现象的研究,开展电离层闪烁的现报及预报,以及改进电离层闪烁高发区导航通信系统的设计均有重要意义和实际应用前景。
蔡祯茂[2]（2021）在《束缚环形耀斑的能量分配》文中研究表明耀斑是太阳上主要的爆发活动,在短时间内可以释放大量能量,通过有无伴随日冕物质抛射可以分为爆发耀斑和束缚耀斑。耀斑爆发的物理过程相当复杂,在此期间各种能量相互转换,各种作用力相互影响,所以要想得到完美解释耀斑爆发的物理模型是极其困难的。通过计算耀斑在爆发期间的能量分配,不仅可以对耀斑模型给出一定的参数限制,而且对磁重联等物理概念的验证以及空间天气的研究也有着重要意义。关于爆发耀斑能量分配的研究已经有很多,但是对于束缚耀斑能量分配的研究依然很少,所以本论文对束缚耀斑的能量分配做进一步的计算和探究。我们选取了四个位于日面中心附近的束缚环形耀斑（CRFs）,其中两个为M级,两个为C级,分别爆发于2012年5月10日,2013年11月7日,2013年12月29日以及2014年3月5日。利用SDO,GOES以及RHESSI的观测数据,我们计算了每个耀斑的各种能量成分,其中包括1-8 A,1-70 A,70-370 A的辐射能,热等离子体的总辐射损耗,峰值热能,加速电子的非热能以及磁场自由能。计算结果表明四个耀斑在1-70 A的辐射能要比70-370 A大很多,而且非热能比峰值热能以及辐射损失的总和还要多,这说明非热能是可以满足耀斑期间的整个热耗散所需（峰值热能以及辐射损失）。计算结果也表明耀斑爆发前存储的磁场自由能比其他能量成分更大,而且基本上所有能量成分的值都和耀斑等级呈正相关,说明等级越高的耀斑存储和释放的能量越大。通过计算四个CRFs非热能与磁场自由能的比值Enth/Emag,与之前关于爆发耀斑的研究相比较发现该值（0.70-0.76）更大,这或许可以作为区别爆发耀斑和束缚耀斑的判定条件。
李浩涌[3]（2021）在《基于LSTM的耀斑指数平滑值的短期预测》文中提出太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动形式,强烈太阳耀斑引起的X射线增强会导致短波无线电衰减,从而影响无线电通信系统、全球定位系统、卫星和航天员的安全,造成大量的经济和商业损失。因此,建立太阳耀斑预报模型对空间天气预报具有重要意义。耀斑指数是对全日面耀斑活动强度的一个量化描述指数,是太阳辐射研究领域中最重要的太阳活动指数之一。相较于其他的太阳活动指数序列,耀斑指数时间序列的突发性更强,预测难度更大。耀斑指数平滑值在减缓了这种波动的同时,保留了耀斑指数的整体趋势。可以通过预测耀斑指数平滑值来达到预测未来一周太阳耀斑整体活动水平的目标。本文首先通过R/S分析法计算了耀斑指数与耀斑指数平滑值的Hurst指数值,表明了耀斑指数平滑值的可预测性,同时耀斑指数平滑值的预测性强于耀斑指数,为后续实验提供了基础。之后选取了适合处理时序序列的长短期记忆网络模型（Long Short-Term Memory,LSTM）,从耀斑指数中提取时序信息,通过滑动窗口的方式将预测问题转化为机器学习中的监督问题,来预测未来一周的太阳耀斑指数平滑值。针对耀斑指数平滑值的获取要使用到未来的信息这一问题,提出了基于卡尔曼滤波和长短期记忆网络的耀斑指数平滑值预测模型。首先确定了耀斑指数平滑值预测网络模型的最优超参数,从预测结果中分别提取对第一天到第七天的预测结果进行误差分析,通过平均绝对误差等评价指标对模型预测结果进行定量分析,实验结果表明了本文所提出的预测模型在预测耀斑指数平滑值方面的优越性。通过与LSTM神经网络与循环神经网络（Recurrent Neural Network,RNN）进行对比分析,本文所提出的耀斑指数平滑值预测模型精度更高。最后将本文提出的模型与Spring Boot框架结合,建立了耀斑指数平滑值预测系统。
高兴俊[4]（2020）在《X射线-极紫外波段KLL平场定标方法研究》文中认为太阳是地球空间环境变化的源头,是进行天文观测的首要目标,太阳X射线和极紫外波段观测的图像数据对研究太阳内部机理和监测地球空间环境有重要意义。随着空间天文的发展和太阳X射线-极紫外波段成像仪器水平的提高,需要定量化的图像数据,也需要有效的平场定标方法来保证太阳X射线和极紫外波段成像仪器的数据精度。本论文对基于KLL算法的X射线-极紫外波段的平场定标方法展开研究,解决了该波段无大面积均匀照明光源的问题,为该波段成像仪器地面和在轨平场定标提供了一种解决途径。本文在深入研究KLL算法的基础上,结合图像处理方法中的图像融合技术,提出了一种只用小位移量获得高精度、大视场平场数据的方法。该方法将采样中心移到视场边缘获得补偿平场图像,再以贡献像素的数量加权处理拼接缝隙,不仅提高了视场边界的平场精度,也缩短了采样时间。为验证方法定标精度,本文采用了数值模拟仿真与真实数据相结合的方法,其中仿真模型获得的平场全像面像素级相对误差优于0.1%,相对误差的行RMS值低于0.1%。实验数据验证共分三步,可见光CMOS平场实验从组件级和系统级分别验证了方法的可行性;太阳X-EUV成像仪样机的地面平场定标实验证明了方法适用于太阳观测设备,并为该设备的在轨平场定标提供平场参考数据;最后,将SDO/AIA观测到的19.3nm波段的太阳图像数据加入规定平移量,模拟拍摄移位图像序列,用该模型验证了算法的有效性和稳定性,也验证了其对X射线-极紫外波段太阳成像仪器的适用性,该模型获得的平场全像面像素级相对误差低于3.0%,RMS值约为1.1%。本文在研究LSTM时序预测模型的基础上提出了一种平场变化预测方法。利用SDO/AIA服役近十年30组平场的样本数据验证该方法预测的平场,并用预测获得的5组平场数据相对误差的均值表示预测精度,两组平场预测的结果都低于0.7%。该方法可以为太阳成像仪器的在轨平场定标周期制定提供参考。
胡云鹏[5]（2020）在《地震和磁暴引起的电离层电磁波动特征研究》文中指出地球近地空间是由岩石圈、大气层、电离层等多个动态圈层所组成的一个复杂的耦合系统。在这个空间中,地震被认为是对于人类社会最具破坏力的自然灾害之一。在构造应力的作用下,活跃地震带地壳板块经过长期的相互挤压与能量积聚,最终可能在几秒内将能量释放到岩石圈中,而在地震准备到主震发生过程中,地球动力学过程会将岩石圈的信号传输到大气层,从而会引起地面（包括海洋）、大气层以及电离层中多种信号发生异常变化,如电磁信号、地球化学信号等。为了解释这种响应的物理机制,岩石圈-大气层-电离层耦合模型一直是科学家非常感兴趣的课题,其中多种耦合通道被提出。尽管这种不同圈层之间具有前兆性的信号响应机制目前尚不十分清楚,但为突破地震预测科学难题带来了希望。地球低轨道卫星正在发挥着越来越重要的作用,随着卫星技术的发展,如中国最新发射的电磁监测试验卫星张衡一号,对地球的观测越来越详细,这对于岩石圈-大气层-电离层的耦合机制研究创造了良好的条件。随着卫星技术不断发展以及科学家的大量研究,对于岩石圈-大气层-电离层耦合机制的研究已取得一些极具说服力的研究成果,但是目前尚需要积累更多案例资料,同时需要不断改进和完善观测技术和分析方法。地球低轨道卫星空间除了受来自地球的干扰,同时还受来自太阳活动以及磁暴、亚暴等事件的强烈干扰,为了能够对这个轨道空间电磁环境信息有一个较为全面的了解,需要利用近地球轨道电磁卫星数据认识其不同扰动条件下的背景信息,这是本论文的立题所在。本论文主要采用了DEMETER卫星和张衡一号卫星数据开展了电离层电磁波动现象研究。首先研制了CSES卫星电磁观测数据的电磁波传播特征的分析方法并利用DEMETER卫星数据对算法进行了验证;其次利用DEMETER对典型震例引起的电离层ELF频段电磁波动特征进行了具体分析;最后利用CSES卫星数据对2018年大磁暴期间ELF电磁波动变化特征进行了研究。具体研究结果如下:1.张衡一号卫星的电磁波传播特征分析方法及算法实现针对张衡一号电磁卫星记录的电磁场波形数据,研发了电磁波的波矢量分析工具包,该工具包包括了波形频谱变换、奇异值分解（SVD）方法以及Poynting能流计算。我们选取了张衡一号卫星在ULF/ELF/VLF频段观测到的哨声波、准周期辐射、电离层嘶声波等典型波动事件,开展了频谱分析和波矢量分析,通过与DEMETER卫星的对比观测研究,验证了算法的正确性,初步探讨了这些波动的传播特征,其结果也验证了张衡一号卫星在电磁场观测方面具有良好的性能。本研究研发的波矢量分析工具包可直接运用到张衡一号卫星的常规数据和科学应用中。2.强震前后ELF电磁波扰动特征研究利用DEMETER卫星在2010年4月6日苏门答腊Ms7.8地震前后在电磁场300-800Hz频段内观测到了强烈的ELF异常电磁辐射。统计了2009年8月-2010年5月经过震中附近上空四条轨道的重访轨道,并进行滑动四分位分析,结果表明与空间环境相对平静并且无中等以上地震期间相比,主震前10天至3天震中上空附近区域ELF[300-800]频段的磁场强度出现了异常增强现象。利用DEMETER卫星详查模式下的波形数据进一步计算了波的传播参数,结果表明,在主震发生前10天和6天DEMETER卫星在经过震中上空时,均记录到了800Hz以下频段自下往上传播的异常电磁辐射。最后通过建立磁场长期背景场的方法,发现相对于地震区域长期背景场,在2010年3月21日至4月6日地震即将发生的时间间隔内,ELF[300-800Hz]频段的磁场确实存在异常增强现象,并且主要在震中东北地区。3.磁暴期间ELF/VLF电磁辐射现象研究利用张衡一号卫星电磁场观测数据研究了2018年8月26日强磁暴（-174 n T）期间的电磁波动现象。研究结果表明在该强磁暴期间张衡卫星的多载荷具有良好的一致性。研究发现磁暴期间在电离层高度出现了强烈的电磁辐射波动,如准周期辐射,嘶声增强等现象。准周期辐射的周期从1s-20 s变化不等,波矢量分析证明这种准周期辐射是典型的右旋哨声波模传播,相对磁力线的传播角度达到30°-50°,波印廷能流主要集中在垂直磁场的方向。嘶声波的波矢量传播特征跟准周期辐射一致,都是右旋极化,平面度良好。磁暴主相期间在ELF/VLF 3k Hz以下频段电磁波动在整个磁暴期间都有明显增强,电磁波的增强现象很广泛,L shell从2-4范围上波幅度的增强最明显,并且在恢复相约2-3天恢复到磁暴之前的水平。在高于3 k Hz频段上的波主要在主相和恢复相初期短时间内得到增强,在ELF/VLF内频段增加主相之后波动增强持续的时间变短。通过对磁分量功率谱密度日侧和夜侧观测发现,在本次磁暴中日侧ELF/VLF波动增强的强度和各相同频段之间波动持续的时间都远高于夜侧。
李梓霂[6]（2020）在《基于全天时激光雷达观测的南极重力波QBO调制现象的发现和研究》文中认为从对流层到热层,从赤道到极地地区,从南半球到北半球,大气重力波在横向尺度和纵向尺度上传播着能量和动量,对于各个地方的不同大气分层之间的复杂耦合起到了重要作用。虽然重力波是大气环流和大气化学模型中最复杂的一部分,但是受限于其小尺度和广频谱的特性,我们对于重力波的了解十分有限。激光雷达是大气科学研究中非常重要的一项技术,特别是在重力波的研究中。相较于其他的观测手段激光雷达可以实现对很多大气参数高时空分辨率的观测,而这些高分辨率的大气参数可以用来反演重力波的活动。对于激光雷达系统来说,白天观测一直是限制其观测能力的主要问题之一。本文中利用FPI标准具和干涉滤光片组合形成的超窄带滤光片可以很好的抑制白天的背景噪声,提高激光雷达的白天观测能力。在本文中我们还结合了激光雷达数据和大气模型数据,通过研究南极极地平流层重力波势能密度的年际间变化、极地涡旋的边界和极夜激流的位置来建立一个在赤道地区准两年震荡和极地地区重力波活动的可能联系。通过激光雷达的观测温度数据,从重力波引起的温度扰动中计算得到平流层重力波势能密度;利用MERRA-2模式提供的大范围数据来甄别出赤道地区的准两年震荡信号、极地涡旋的边界和极夜激流的位置。通过研究我们发现赤道地区准两年震荡信号在不同的风相期年份会对应极地涡旋在深冬时节出现扩张或者收缩,而扩张或收缩的极地涡旋会推动极夜激流朝向赤道方向或极地方向移动。极夜激流可以看作是一种容器,其中的背景风场变化较小,进而导致临界高度滤波效果减弱。当极夜激流向赤道方向移动时,极地地区处于极地涡旋的内部深处,较弱临界高度滤波使得更多的重力波可以传播到平流层和更高的地方;当极夜激流向极地方向移动时,极地地区靠近极地涡旋边界,背景风场变化增大引起较强的临界高度滤波,更多的重力波会被临界高度滤波所吸收。这种变化导致了在极地地区冬季的重力波信号中出现了符合赤道地区准两年震荡变化的信号。
王璐[7]（2020）在《太阳射电爆发的系统研究》文中认为太阳耀斑作为太阳大气中最剧烈的爆发现象之一,是太阳物理研究的热点。磁重联被认为是非势磁场能量释放和耀斑产生的激发（机制）。被释放的磁场能量中有相当一部分被转移给高能电子和离子。反过来,这些非热粒子也会增强来自于太阳的射电和X射线辐射。因此,射电和X射线辐射携带着太阳耀斑丰富的动力学（过程）信息。在本论文中,我们将在射电和X射线波段辐射上研究太阳耀斑的特性。第1章节介绍了本文的研究背景。在第1.1小节,我们介绍了太阳结构和太阳大气中各种活动现象。第1.2小节介绍了一些常用的射电频谱仪。对射电频谱仪的准确定标是正确获取太阳射电信息的基础。目前存在多种射电仪器的定标方法,在该论文中我们将详细地介绍相对定标法和非线性定标法。此外,我们也将对国内射电频谱仪,太阳宽频带射电频谱仪（Solar Broadband Radio Spectrometer,SBRS）和明安图宽频谱射电日像仪（Mingantu Ultrawide Spectral Radioheliograph,MUSER）的定标手段以及成像原理展开详细说明。第1.3小节介绍等离子体中的基本辐射机制和辐射转移过程。因为回旋同步辐射和轫致辐射是来自于太阳耀斑中的射电和X射线辐射常见辐射机制,所以重点介绍了这两种辐射机制。此外,我们也解释了热和非热分布的电子是如何产生X射线和射电辐射,以及X射线和射电的辐射能谱与电子能量分布之间的关系。辐射机制是通过远距离观测耀斑所产生的辐射和理解太阳耀斑动力学过程之间的桥梁。第1.4小节从观测角度描述了射电、X射线和高能电子之间的关系。通过二维射电成像,我们可以精确的确定出电子被加速（高能化）的位置。另外,射电和X射线光变曲线之间的时间关系也提供了电子传播的信息。利用二维射电和X射线成像结果计算（耀斑中不同位置）的能谱可以提供给我们太阳耀斑中不同位置的主导辐射机制信息。更进一步,我们通过射电和X射线源区时间演化信息,确定了耀斑的日冕源和电流片的位置。通过多波段观测所建立的标准太阳耀斑模型包含射电辐射、X射线和高能电子（这些信息）。在第2章,基于对中国科学技术大学位于蒙城的射电频谱仪（McSRS）所观测到,发生在2015年8月27日所发生的M 2.9级太阳耀斑的分析,我们发现由于仪器电子学噪音,传统定标方法给出的结果并不令人满意。通过使用地球静止轨道环境业务卫星（GOES）、日本野边山的射电偏振计（NoRP）以及射电日像仪（NoRH）的观测数据,结合有关的理论辐射机制对McSRS的定标方法进行改进。和传统的定标方法相比,改进后的定标方法给出的定标结果与NoRP/NoRH的观测结果相一致,更好地揭示了该M 2.9级耀斑射电频谱的典型演变（规律）。第3章利用多波段观测数据,进一步分析了 2015年8月27日M 2.9级耀斑的辐射特性。我们发现来自于太阳耀斑的射电辐射脉冲成分和缓变成分产生于不同位置的源区。更进一步的,我们发现这两个成分的主导辐射机制也不同,比如,脉冲相是由双温电子模型的同步辐射所产生,而缓变相则是由轫致辐射所主导。我们采用微分发射度（Different Emission Measure,DEM）分析法来解释缓变相能谱,发现冷等离子体扮演着一个非常重要的作用,在缓变相期间贡献了比热等离子体更多的射电辐射。在第4章节中,因为短时标的流量变化和耀斑中磁重联过程的能量释放有着紧密的关系。我们对NoRP从2000年到2010年中所观测到的209个耀斑事例,在五个通道（1、2、3.75、9.4和17 GHz）上的射电光变曲线进行移动步长的平滑分析。我们发现大部分耀斑1 GHz辐射的脉冲成分（变化时标小于1秒）的峰值流量密度为几十个太阳流量单位（solar flux unit,sfu）,并且持续约1分钟。然而2 GHz辐射的脉冲成分的峰值流量密度较1 GHz更低,脉冲成分的持续时间也更短。除此之外,在另外三个更高的频率上,耀斑发生频率随峰值流量的降低而增加,直到流量达到背景噪音水平。然而,（不同频段的）射电辐射的缓变成分有着相似的持续时间和峰值流量分布。我们也得到了事例中不同时间尺度的能谱。归一化的小波分析方法也被用于确认短时标特征。我们发现在0.1秒的时间分辨率上,这些光变曲线中超过～60%事例显示出在1秒或者更短时标上有着显着的流量变化。这个比例随着频率的降低而升高,最终在1GHz处达到～100%,说明短时标（动力学）过程在太阳耀斑中非常普遍。我们也研究了脉冲射电流量密度与通过GOES卫星获得软X射线流量之间的关系,发现65%具有显着脉冲成分的耀斑的脉冲射电成分峰值时刻早于软X射线流量峰值,这个比例随着射电观测频率的升高而升高。在第5章,我们对全文进行了总结和展望。
应蓓丽[8]（2020）在《日冕物质抛射及其驱动激波的多波段和多视角研究》文中研究说明日冕物质抛射（coronal mass ejection,简称CME）是太阳大气中剧烈的爆发现象之一。其爆发通常能释放大量的能量并抛射大量磁化等离子体。当CME的运动速度超过当地快磁声速时,CME能够驱动激波形成。而CME所驱动的激波则能进一步导致太阳高能粒子事件（solar energetic particle,简称SEP）的发生。CME是引发地磁暴主要原因之一,而由其驱动激波产生的太阳质子事件可能影响航天器和宇航员的安全。因此,研究CME及其驱动激波的形成机制和性质有利于我们更加清晰的了解及监测它们的运动过程,降低它们带来的灾害性空间天气影响。本文主要以分析观测数据为主,对不同CME事件及其驱动激波进行了多方面研究。利用不同仪器的观测,我们分析了不同尺度的CME事件。观测数据主要来自SOHO、SDO和STEREO三个卫星。首先,我们分析了一个小尺度短时标的太阳爆发事件（第2章）,该事件的CME在低日冕中首先以热通道结构的形式存在和演化,其快速运动驱动了一个快模激波的形成。结合多波段观测,我们分析了它们的运动学和热学性质,并讨论了 CME热通道和激波的相互关系。其次,我们分析一个与喷流相关的CME（第3章）,该CME鼻端驱动了一个弓激波。对于这个CME及其驱动激波,我们对它们进行三维重构以此研究其演化过程并且讨论了 CME前沿的两个主曲率半径的关系。然后,利用磁流体动力学（magnetohydrodynamics,简称MHD）数值模拟的结果,我们合成得到白光图像,利用互相关方法计算了 CME的二维速度分布,并将该方法应用到实际观测事件中,以此首次获得了 CME的动能分布（第4章）。最后,结合SOHO/LASCO白光日冕仪数据和SOHO/UVCS O VI通道光谱数据和白光通道数据,我们分析了一个伴随激波的快速CME事件,并估算了 CME的密度、速度及温度分布等信息（第5章）。多年来,人们已经广泛研究了太阳大气中大尺度爆发事件的性质,但是,关于伴随激波的小尺度CME爆发研究,人们的认知却很有限。通过研究2015年11月4日的爆发事件,我们发现该事件源区较小,与其相关的M1.9级耀斑脉冲相持续时间短（<4分钟）。与大尺度的CME爆发事件相比,这个CME热通道结构主加速相持续时间短（<2分钟）、最大加速度大（～50km s-2,是目前所知加速度最大的一个CME）以及峰值速度高（～1800 km s-1）的特性十分突出。CME的快速脉冲式运动驱动了一个活塞型的快模激波。CME的膨胀速度和传播速度都小于激波运动速度,并且CME和激波间的间距随着时间不断增加。与该激波相关的Ⅱ型射电暴的起始基频高达～320 MHz,其源区的形成高度低于1.1 R☉,且形成时间不晚于CME热通道主加速相的2分钟以内。通过分析Ⅱ型射电暴的频带分裂,我们发现在1.1 R☉到2.3 R☉范围内激波的压缩比从2.2下降到1.3,激波上游的磁场强度从13 G降至0.5 G。此外,CME消耗的磁能（～4 × 1030 erg）与耀斑消耗的磁能（～1.6 × 1030 erg）量级相同,这个结果和大尺度爆发事件相同。这表明小尺度和大尺度爆发事件的CME和耀斑可能具有相同的耗能机制。依据爆发磁通量绳模型的预测,该CME事件的运动学特征可能与相关磁通量绳的足点间距小有关。许多研究发现利用CME和激波的间距（Δ）与CME鼻端曲率半径（Rc）之间的比值（δ）可推测激波上游的日冕信息,比如阿尔芬马赫数。但这些研究都仅考虑了 CME的一个曲率半径,而在真实空间中,CME具有三维结构,在其鼻端存在最大、最小两个主曲率半径。这里我们分析了 2010年8月31日的一个CME事件,该CME与喷流相关,并驱动了一个快模激波。结合SOHO和STEREO卫星数据,我们对喷流、CME及激波进行三维重构,并研究了这几个结构在三维空间中的真实运动学性质。考虑到激波顶点的运动速度与CME顶点的速度基本一致,以及激波鼻端具有弓激波形状,我们推测该激波鼻端遵循弓激波的形成机制。通过“区域拟合（mask-fitting）”方法,我们可获得非对称CME顶点的最大、最小主曲率半径及其曲率半径的演化。由CME的两个主曲率半径推导得到的比值δ之间相差四倍左右,这表明仅假设CME具有一个曲率半径将会导致日冕参量的估算产生很大误差。依据阿尔芬马赫数与比值δ的关系,我们还估算了日冕的阿尔芬马赫数、阿尔芬速度及磁场强度等参量。对于大多数CME的研究,研究人员一般通过追踪白光日冕图像中较亮的特征（如CME核心或前沿）计算CME的平均速度,并将CME的平均运动速度直接作为CME整体的运动速度。但实际上,CME通常存在明显的密度不均匀性,CME内部等离子体会以不同的投影速度向外传播,并导致CME自身复杂的演化,最终形成行星际CME。我们首次使用互相关方法分析了日冕白光图像序列,获得了 CME内部瞬时等离子体的二维速度分布图。该方法首先利用MHD数值模拟结果合成的白光图像进行测试,然后再被用于2010年10月28日的真实CME事件的速度测量。我们还研究了 CME内部的动能演化和分布,以及机械能（动能加势能）在CME核心和前沿不同部分的分配情况。将来,新一代的日冕仪将对CME提供白光和紫外（HI Lyα）波段的同时观测,比如搭载在ESA Solar Obiter卫星上的Metis日冕仪和搭载在中国先进天基太阳天文台（ASO-S）上的Lyα太阳望远镜（Lyα Solar Telescope,LST）。互相关方法可用于将来CME的速度测量,限制Lyα多普勒暗化效应,以便我们进一步分析CME相关物理参数。大量研究表明,CME在不同的波段中通常表现出不同的特征。许多工作讨论了未来多波段日冕仪（如Metis和LST）的观测结果的可能诊断方法。通过结合白光和紫外波段（HILyα121.6nm及其他波段）的观测,这些方法可以用来估算CME的密度和电子温度等物理性质。因此,我们也通过结合SOHO/LASCO的白光观测和 SOHO/UVCS 在 2.45R☉ 的紫外（O Ⅵ 103.2 nm 和 HILyα121.6 nm）和白光的观测分析了一个快速运动的CME,该CME同时驱动了一个激波。首次基于UVCS的白光数据,我们利用偏振度方法得到了 CME的传播位置角度。结合紫外和白光数据,我们分析得到了 UVCS视场中CME核心及暗腔处等离子体的电子温度和有效运动温度。CME核心的通过（可能还有嵌入的暗条中较冷等离子体的运动和膨胀冷却）导致电子温度下降至105K。CME前沿在Lyα强度图上出现明显的暗化现象。由于等离子体团视向方向运动,CME前沿的Lyα谱线轮廓致宽显着。我们利用LASCO白光图像推导的CME二维径向速度分布来限制Lyα谱线多普勒暗化效应,以此重构获得将来可能的Metis和LST的紫外观测图像。总的来说,我们利用不同的地面和空间观测仪器,对CME及其驱动激波进行了多角度多波段的观测分析。并结合已有的白光和Lyα波段观测,依据相对应的研究方法推导CME的速度、密度和温度等性质,为将来新的观测仪器（Metis和LST）提供必要的科学工具和准备。
梅登奎[9]（2020）在《GNSS电离层精确建模及其应用研究》文中提出太阳或地磁活动爆发造成的电离层空间天气效应是当前空间物理和空间大地测量等领域的研究热点,通过对电离层空间环境进行系统观测、理论研究与模型构建,对于促进电离层物理理论发展、保护人类生存环境、保障无线电通讯和提高全球定位导航系统精度具有重要的意义。近年来,全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,缩写为GNSS）逐渐成为电离层高动态监测的重要技术手段,本文基于GNSS技术,围绕电离层二维/三维建模展开研究:（1）差分码偏差是精确提取电离层延迟量时必须剔除的系统误差,本文以我国BDS（BeiDou Navigation Satellite System）卫星差分码偏差为例,研究了不同太阳活动状态下BDS卫星差分码偏差产品的稳定性差异;针对MGEX（Multi-GNSS Experiment）发布的卫星差分码偏差产品可能存在数据缺失和发布延迟等不足,采用自回归移动平均时间序列预测模型,实现了 BDS卫星差分码偏差产品短期预报,其预测结果与MGEX发布值具有较好的一致性,满足了用户对差分码偏差产品的及时性需求,弥补了差分码偏差产品的异常缺失,保证数据完整性。（2）利用国际GNSS服务组织（International GNSS Service,缩写为IGS）发布的全球电离层格网模型（Global Ionospheric Map,缩写为GIM）,监测了强磁暴期间中国中低纬度地区上空电离层TEC（Total Electron Content）水平扰动特性,初步探讨了可能触发电离层扰动的物理机制。由于我国境内IGS测站数较少,IGSGIM产品时空分辨率低,精度受限,本文利用湖南省 CORS（Continuously Operating Reference Stations）实测数据,建立湖南区域电离层TEC模型,时空分辨率明显提高,提升了电离层暴时扰动变化监测能力。另外,分析了磁暴发生期间我国中低纬地区电离层不规则体事件及其纬度差异。（3）由于电离层层析系统的不适定性,电离层电子密度层析解不唯一或者不稳定。针对此问题,本文提出一种电离层层析重构的三步改进算法。首先,改进传统乘法代数重构算法迭代公式,加快层析迭代收敛速度;其次,施加合理的水平和垂直约束条件,有效改善电离层层析系统的不适定性;最后,在垂直高度向采用不等间距格网划分方法。模拟实验和实测数据证明了改进算法可以有效提高电子密度层析重构质量。（4）电离层层析约束条件一般未顾及每一轮迭代结束后电子密度值的变化,在整个层析迭代过程中约束方程系数保持不变,不尽合理。本文进一步提出自适应约束电离层层析重构新算法,该算法顾及上一轮迭代结束后的电子密度变化,重新计算水平方向上高斯距离加权函数的权系数和垂直剖面上相邻像素的电子密度比值,实现自适应调整各水平和垂直约束方程系数,有效提高了迭代收敛速度和反演精度。利用新算法重构了湖南区域电离层电子密度三维分布,分析了电离层电子密度在经度、纬度和高度向上的暴时扰动变化,得到大量有益的实验结果。
林语琦[10]（2020）在《基于注意力机制的双向GRU网络太阳黑子活动预测方法研究》文中提出太阳活动与人类的生活息息相关,目前太阳正值生命周期的壮年阶段活动较为剧烈。太阳黑子是日面上最常见的一种太阳活动现象,也是体现太阳活动最直接和高效的指标。太阳黑子数的增加往往伴随着太阳爆发活动的增强从而引发灾害性空间天气。灾害性空间天气会引起地球磁场的扰动,干扰雷达和无线电通讯,同时也间接影响地球的气候变化。开展太阳黑子的预测工作可以对人类预防灾害提供帮助。在传统的预测方法中,有的方法凭借经验相关的模型来预测,使得预测结果普遍延迟。有的方法通过复杂的数学公式做演算,参数的微小调整就会使预测结果有很大的变化。这些方法取得的预测结果都不是很理想。对此,本文凭借深度学习的循环神经网络模型具有“记忆”的特性,采用加入注意力机制的双向门循环单元（Gate Recurrent Unit,GRU）网络结合批量预测的方法,预测未来十年太阳黑子数,并将预测结果作为研究第25个太阳活动周的依据。在实验的设计过程中,我们针对批量预测特点设定了模型中步长的取值策略,并提出了一种构建多变量输入数据的方法。结果证明该模型确实取得了较好的预测效果,不仅能够准确的预测出周期的最大振幅、周期起始和结束的数值,还能保证它们在时间节点的准确度。我们通过模型的评价分析,证明了注意力模块对整个预测模型来说至关重要的作用。在与单向LSTM无注意力机制模型中的结果对比分析发现:加入注意力机制的双向GRU模型在预测黑子的变化过程中表现得更为平稳,没有过大的抖动;并且数据在时间上的分布较为均匀,没有明显的聚集现象;黑子数据的细节特征学习能力更强,在部分预测结果中能够体现出黑子的双峰特征。最后,我们用加入注意力机制的双向GRU网络预测未来十年的太阳黑子数,为分析第25个太阳活动周提供理论依据和科学预判。结果显示第25个太阳活动周的最大振幅将达到163.8个黑子,并且出现在2023年9月,太阳活动将比第24周期更为剧烈。
二、Verification of Short-Term Predictions of Solar Soft X-ray Bursts for the Maximum Phase (2000-2001) of Solar Cycle 23（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Verification of Short-Term Predictions of Solar Soft X-ray Bursts for the Maximum Phase (2000-2001) of Solar Cycle 23（论文提纲范文）
（1）中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电离层概述 |
| 1.1.1 电离层分层结构 |
| 1.1.2 电离层形态变化特征 |
| 1.1.3 电离层对电波传播的影响 |
| 1.2 电离层闪烁 |
| 1.2.1 电离层闪烁理论 |
| 1.2.2 电离层闪烁指数 |
| 1.2.3 电离层闪烁模型 |
| 1.3 电离层闪烁对GNSS的影响 |
| 1.4 研究目的和主要研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 第2章 监测网简介 |
| 2.1 中科院空间环境监测网 |
| 2.2 中国地壳运动监测网 |
| 第3章 2017年9月8 日磁暴期间GPS定位性能评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据及方法 |
| 3.2.1 数据 |
| 3.2.2 精密单点定位PPP |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 中元节磁暴事件前后空间环境及电离层扰动情况 |
| 3.3.2 中元节磁暴事件前后动态PPP误差概述 |
| 3.3.3 讨论分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 太阳活动下降期间(2015-2018)中国大陆及周边区域GPS周跳特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据及方法 |
| 4.2.1 观测数据 |
| 4.2.2 周跳探测方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 周跳随地方时的变化特征 |
| 4.3.2 周跳随季节变化特征 |
| 4.3.3 周跳的年变化特征 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 周跳与太阳活动的相关性 |
| 4.4.2 周跳与电离层闪烁的相关性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 构建中国南方地区电离层闪烁模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数据及方法 |
| 5.2.1 电离层幅度闪烁指数数据来源 |
| 5.2.2 计算IPP点地理经纬度 |
| 5.2.3 Kriging插值法 |
| 5.2.4 变差函数计算和拟合 |
| 5.3 结果与验证 |
| 5.3.1 实例结果 |
| 5.3.2 精度验证 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 总结与下一步工作 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 下一步工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）束缚环形耀斑的能量分配（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳简介 |
| 1.2 耀斑概述 |
| 1.3 耀斑的多波段观测 |
| 1.3.1 射电波段 |
| 1.3.2 可见光以及红外波段 |
| 1.3.3 UV、EUV以及SXR |
| 1.3.4 HXR、γ波段 |
| 1.3.5 磁场观测 |
| 1.4 耀斑模型 |
| 1.4.1 耀斑能量存储 |
| 1.4.2 耀斑的触发 |
| 1.4.3 耀斑能量的转化 |
| 1.4.4 耀斑和CME |
| 第2章 束缚环形耀斑能量分配的研究 |
| 2.1 成像观测和磁场结构 |
| 2.2 辐射能 |
| 2.3 辐射损失 |
| 2.4 峰值热能 |
| 2.5 非热能 |
| 2.6 磁场自由能 |
| 第3章 总结与展望 |
| 3.1 关于CRFs能量成分计算的讨论与总结 |
| 3.2 展望——临界自组织(SOC)模型在太阳中的应用 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）基于LSTM的耀斑指数平滑值的短期预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 太阳活动预测研究现状 |
| 1.2.2 时间序列预测方法研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 关键技术介绍 |
| 2.1 时间序列预测相关理论 |
| 2.2 神经网络简介 |
| 2.2.1 神经网络概述 |
| 2.2.2 神经网络的激活函数 |
| 2.2.3 循环神经网络 |
| 2.2.4 LSTM |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 耀斑指数数据与可预测性分析 |
| 3.1 耀斑 |
| 3.2 耀斑指数平滑值 |
| 3.2.1 数据介绍 |
| 3.2.2 数据统计特性分析 |
| 3.3 R/S方法与HURST指数 |
| 3.4 耀斑指数的可预测性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于LSTM与卡尔曼滤波的耀斑指数预测模型 |
| 4.1 数据预处理 |
| 4.1.1 数据集准备 |
| 4.1.2 归一化 |
| 4.1.3 滑动窗口 |
| 4.1.4 评价指标 |
| 4.2 KALMAN-LSTM预测模型的构建 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波原理 |
| 4.2.2 超参数选取 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 实验环境 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 模型对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 耀斑指数平滑值预测系统设计与实现 |
| 5.1 系统需求分析 |
| 5.2 系统设计与实现 |
| 5.2.1 系统软硬件环境 |
| 5.2.2 系统设计与实现 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读硕士学位期间取得的研究成果) |
（4）X射线-极紫外波段KLL平场定标方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 空间环境及太阳活动 |
| 1.1.1 空间环境 |
| 1.1.2 太阳活动 |
| 1.1.3 太阳活动的成像观测 |
| 1.2 空间太阳X射线-极紫外观测仪器的研究现状 |
| 1.2.1 国际动态 |
| 1.2.2 国内发展 |
| 1.3 平场算法发展 |
| 1.4 研究意义及研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 KLL算法及图像拼接融合 |
| 2.1 传统测量方法 |
| 2.2 KLL算法原理 |
| 2.3 图像拼接融合技术 |
| 2.3.1 图像预处理 |
| 2.3.2 图像配准 |
| 2.3.3 图像融合 |
| 2.4 KLL算法融合图像拼接技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 建模仿真与噪声分析 |
| 3.1 模拟仿真验证 |
| 3.1.1 试验目的 |
| 3.1.2 建模过程及算法改进 |
| 3.1.3 计算结果及分析 |
| 3.2 计算结果及分析 |
| 3.2.1 对比KLL算法与改进算法 |
| 3.2.2 新算法的优势 |
| 3.3 噪声分析 |
| 3.3.1 图像噪声介绍 |
| 3.3.2 噪声影响与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 实验与在轨仪器数据验证 |
| 4.1 白光COMS验证实验 |
| 4.1.1 白光CMOS实验过程 |
| 4.1.2 白光CMOS实验结果及分析 |
| 4.2 太阳X-EUV成像仪样机验证实验 |
| 4.2.1 太阳X-EUV成像仪样机介绍 |
| 4.2.2 太阳X-EUV成像仪平场实验结果及分析 |
| 4.3 SDO-AIA太阳观测数据算法验证模型 |
| 4.3.1 NASA-SDO-AIA项目设备介绍 |
| 4.3.2 太阳19.3nm波段观测数据验证模型 |
| 4.3.3 太阳图像数据模型验证结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 平场变化预测方法 |
| 5.1 曲线拟合方法 |
| 5.2 曲线拟合预测平场变化 |
| 5.3 LSTM算法 |
| 5.3.1 深度学习简介 |
| 5.3.2 长短期记忆网络(LSTM) |
| 5.3.3 LSTM算法原理 |
| 5.4 LSTM算法预测平场变化技术 |
| 5.4.1 LSTM算法模型的选择 |
| 5.4.2 LSTM算法预测平场变化验证试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）地震和磁暴引起的电离层电磁波动特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第一章 近地空间环境及电磁扰动源 |
| 1.1 岩石圈((Lithosphere) |
| 1.1.1 岩石圈的组成与结构 |
| 1.2 大气层(Atmosphere) |
| 1.2.1 均质层(Homosphere) |
| 1.2.2 非均质层(The Heterosphere) |
| 1.3 电离层(Ionophere) |
| 1.4 磁层(Magnetosphere) |
| 1.4.1 磁层概述 |
| 1.4.2 磁层基本结构 |
| 1.5 近地空间典型电磁波以及产生源 |
| 1.5.1 近地空间典型电磁波动 |
| 1.5.2 太阳活动引起强烈电磁扰动 |
| 1.5.3 磁暴亚暴引起强烈电磁扰动 |
| 1.5.4 岩石圈地震、台风和火山引起电磁扰动 |
| 1.5.5 岩石圈人工源引起的电磁辐射现象 |
| 第二章 数据介绍 |
| 2.1 张衡一号卫星简介 |
| 2.2 DEMETER卫星简介 |
| 2.3 空间天气指数 |
| 第三章 张衡一号卫星记录的空间电磁波传播特征分析方法及算法实现 |
| 3.1 张衡一号记录的波形数据频谱分析 |
| 3.1.1 波形数据频谱分析算法 |
| 3.1.2 质子回旋频率附近的电磁波动 |
| 3.1.3 闪电引起的ELF哨声波频谱特征分析 |
| 3.2 电磁波矢量分析算法实现 |
| 3.2.1 电磁波的坡印廷能流算法 |
| 3.2.2 场向坐标系统构建 |
| 3.2.3 波矢量分析算法验证 |
| 3.3 讨论与结论 |
| 第四章 地震引起的ELF电磁辐射现象研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 2010MS7.8北苏门答腊地震震例 |
| 4.3 磁场强度重访轨道长期变化 |
| 4.4 异常电磁辐射的波矢量分析 |
| 4.5 震中长期观测背景场分析 |
| 4.6 讨论与结论 |
| 第五章 磁暴引起的近地空间ELF/VLF电磁辐射现象研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 张衡一号卫星磁暴期间记录的ELF/VLF电磁波动 |
| 5.2.1 磁暴期间的ELF/VLF准周期辐射波 |
| 5.2.2 磁暴期间的嘶声增强现象 |
| 5.3 强磁暴期间ELF/VLF时空变化特征 |
| 5.4 总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 参与项目 |
| 发表文章 |
| 参加学术会议情况 |
（6）基于全天时激光雷达观测的南极重力波QBO调制现象的发现和研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.1.1 SAIR中的热结构,大气环流和化学过程 |
| 1.1.2 SAIR中重力波的意义 |
| 1.2 重力波的观测方法 |
| 1.3 激光雷达白天观测的研究进展 |
| 1.4 重力波理论 |
| 1.4.1 重力波的波源 |
| 1.4.2 重力波线性理论 |
| 1.5 赤道地区准两年震荡 |
| 1.5.1 准两年震荡的发现 |
| 1.5.2 准两年震荡的形成 |
| 1.5.3 准两年震荡对北半球的影响 |
| 1.5.4 准两年震荡对南半球的影响 |
| 1.6 参与项目及工作内容 |
| 1.6.1 中科大激光雷达项目 |
| 1.6.2 McMurdo激光雷达项目 |
| 1.7 本文的研究内容 |
| 第2章 高通超窄带滤光器 |
| 2.1 FPI滤光器原理 |
| 2.2 标准具滤光器对信噪比及径向风速误差影响的仿真 |
| 2.3 温度变化和入射角度对标准具透过率曲线的影响 |
| 2.3.1 温度变化对标准具透过率曲线的影响 |
| 2.3.2 入射角度对标准具透过率曲线的影响 |
| 2.4 实验和结论 |
| 第3章 铁玻尔兹曼激光雷达的重力波反演 |
| 3.1 瑞利温度及误差反演 |
| 3.2 温度扰动反演重力波势能密度 |
| 3.3 重力波势能密度廓线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 极地重力波年际变化与准两年震荡 |
| 4.1 激光雷达数据筛选和研究方法 |
| 4.1.1 激光雷达数据筛选 |
| 4.1.2 利用MERRA-2数据来寻找极地涡旋边界 |
| 4.2 Epm和N~2的9年年际间变化 |
| 4.3 重力波势能密度和极地涡旋位置中的准两年震荡信号 |
| 4.3.1 南极重力波势能密度中的准两年震荡信号 |
| 4.3.2 南极极地涡旋中的准两年震荡信号 |
| 4.4 极夜激流的年际间变化和临界高度滤波的影响 |
| 4.4.1 在QBOe六月份期间南半球极夜激流的赤道向移动 |
| 4.4.2 临界高度滤波对重力波势能密度的影响 |
| 4.5 太阳周期、ENSO等其他影响因素 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）太阳射电爆发的系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 研究背景 |
| 1.1 引言-太阳概况 |
| 1.1.1 太阳结构 |
| 1.1.2 太阳活动 |
| 1.2 射电观测仪器以及定标 |
| 1.2.1 国内外的偏振计、频谱仪和日像仪 |
| 1.2.2 偏振计、频谱仪的定标 |
| 1.2.3 X射线太阳观测设备 |
| 1.3 X射线和射电辐射机制 |
| 1.3.1 亮温度与辐射转移 |
| 1.3.2 来自于耀斑的X射线辐射 |
| 1.3.3 来自于耀斑的射电辐射 |
| 1.3.4 通过厚靶硬X射线能谱计算射电流量 |
| 1.4 射电辐射、X射线与电子之间的关系 |
| 1.4.1 射电频谱对电子加速区域的位置判断 |
| 1.4.2 射电观测与X射线的时变曲线之间时间关系 |
| 1.4.3 通过X射线和米波/分米波的成像研究推断耀斑过程中相互作用区域电子演化 |
| 1.4.4 通过回旋同步辐射定量诊断耀斑高能电子 |
| 1.4.5 耀斑新的观测窗口:毫米到亚毫米波观测 |
| 1.4.6 在爆发事件中磁重联和电流片的证据 |
| 1.4.7 总结 |
| 第2章 蒙城射电频谱仪的定标 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 观测 |
| 2.3 定标原理和方法 |
| 2.4 修正定标方法 |
| 2.5 结论与讨论 |
| 第3章 2015年8月27日耀斑源区分析 |
| 3.1 脉冲相射电源区分析 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 多波段观测基本情况 |
| 3.1.3 脉冲相和缓变相辐射分量的分离 |
| 3.1.4 脉冲相能谱分析 |
| 3.1.5 小结 |
| 3.2 缓变成分源区的确定 |
| 3.3 发射度和微分发射度 |
| 3.4 数据分析和DEM方法 |
| 3.4.1 利用SDO/AIA计算DEM |
| 3.4.2 轫致辐射计算公式 |
| 3.4.3 不同DEM和EM的比较 |
| 3.5 冷等离子体假设和拟合射电频谱 |
| 3.5.1 冷等离子体假设 |
| 3.5.2 拟合射电频谱 |
| 3.6 结果和讨论 |
| 第4章 射电脉冲统计分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样本、分析方法和样本脉冲成分与缓变成分的统计特性 |
| 4.2.1 样本 |
| 4.2.2 功率谱分析 |
| 4.2.3 脉冲和缓变成分的统计特性 |
| 4.3 在短时标的流量密度的变化 |
| 4.3.1 归一化的小波分析 |
| 4.4 与X射线之间的关系 |
| 4.5 结论 |
| 4.6 附录A |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）日冕物质抛射及其驱动激波的多波段和多视角研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 CME及其驱动激波的研究及观测 |
| 1.1 日冕辐射 |
| 1.1.1 白光辐射 |
| 1.1.2 紫外辐射 |
| 1.2 CME观测研究 |
| 1.2.1 CME的空间及地面观测仪器 |
| 1.2.2 CME的多波段观测特征 |
| 1.2.3 CME的动力学特征 |
| 1.2.4 CME/耀斑标准模型及CME触发机制 |
| 1.3 日冕中的波动和激波 |
| 1.3.1 MHD波动模式 |
| 1.3.2 激波理论 |
| 1.3.3 激波的观测特征 |
| 第2章 小尺度短时标CME及其驱动激波 |
| 2.1 2015年11月4日爆发事件观测 |
| 2.2 分析和结果 |
| 2.2.1 CME热通道的传播和膨胀 |
| 2.2.2 活塞型驱动激波 |
| 2.2.3 CME热通道与激波的关系 |
| 2.2.4 爆发事件的热力学性质 |
| 2.2.5 LASCO视场中的CME |
| 2.3 讨论与小结 |
| 2.3.1 讨论 |
| 2.3.2 小结 |
| 第3章 与喷流相关的CME及其驱动激波 |
| 3.1 2010年8月31日爆发事件观测 |
| 3.2 喷流、CME和激波的三维重构 |
| 3.3 喷流、CME和激波的运动学性质 |
| 3.4 相关日冕物理参量的估测 |
| 3.5 CME的起始和激波形成机制 |
| 3.6 讨论与小结 |
| 第4章 利用互相关方法首次测量CME内部二维速度分布 |
| 4.1 利用合成白光图像测量CME径向速度分布 |
| 4.1.1 径向速度测量的互相关方法 |
| 4.1.2 CME径向速度不确定性 |
| 4.2 2010年10月28日CME事件分析 |
| 4.2.1 CME的观测 |
| 4.2.2 CME的二维径向速度分布 |
| 4.2.3 CME的多普勒暗化因子 |
| 4.2.4 CME的能量分布 |
| 4.3 讨论与小结 |
| 第5章 紫外和白光波段的CME研究 |
| 5.1 CME在LASCO和EUV波段的观测 |
| 5.2 CME在UVCS的观测 |
| 5.2.1 紫外通道观测 |
| 5.2.2 白光通道观测 |
| 5.2.3 白光与紫外的直接比较 |
| 5.3 结合紫外和白光观测的温度诊断 |
| 5.3.1 CME密度测量 |
| 5.3.2 CME内部径向速度测量 |
| 5.3.3 CME温度测量 |
| 5.4 讨论与小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 三维曲面拟合及曲率半径计算 |
| A.1 CME尖角三维曲面拟合 |
| A.2 曲率半径计算 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（9）GNSS电离层精确建模及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究发展与现状 |
| 1.2.1 电离层二维TEC建模研究进展 |
| 1.2.2 电离层电子密度三维层析反演研究进展 |
| 1.3 主要研究内容与章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 基于GNSS的电离层建模基本原理 |
| 2.1 电离层基本特性 |
| 2.1.1 电离层时空变化特性 |
| 2.1.2 电离层对GNSS信号的影响 |
| 2.1.3 太阳和地磁活动对电离层的影响 |
| 2.2 电离层TEC提取方法 |
| 2.2.1 差分码偏差精确处理方法 |
| 2.2.2 载波相位平滑伪距法提取电离层STEC |
| 2.3 电离层二维TEC建模原理 |
| 2.3.1 电离层薄层假设与投影函数 |
| 2.3.2 电离层二维建模数学模型 |
| 2.4 电离层电子密度三维层析反演原理 |
| 2.4.1 电离层层析模型 |
| 2.4.2 电离层层析算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 强磁暴期区域电离层TEC建模与扰动监测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 差分码偏差稳定性分析及其短期预报 |
| 3.2.1 数据处理方法 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.3 中国中低纬度电离层TEC扰动分析 |
| 3.3.1 利用IGS全球电离层格网产品监测电离层TEC扰动 |
| 3.3.2 电离层TEC扰动机制探讨 |
| 3.4 中国中低纬度不规则体结构监测 |
| 3.4.1 数据处理方法 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 湖南区域电离层TEC建模及其扰动监测与分析 |
| 3.5.1 实测TEC与IGS-TEC的比较 |
| 3.5.2 强磁暴期间湖南区域上空电离层TEC扰动变化分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 一种电离层层析重构的三步改进算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三步改进算法基本原理 |
| 4.3 改进算法的数值模拟实验 |
| 4.4 改进算法的实测数据验证 |
| 4.4.1 层析重构电子密度剖面与测高仪实测数据对比 |
| 4.4.2 电子密度随经纬度和高度的变化分布分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 自适应约束电离层层析重构新算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新算法的基本原理 |
| 5.3 新算法的数值模拟实验 |
| 5.4 新算法的实测数据验证 |
| 5.4.1 磁静期电离层电子密度反演结果 |
| 5.4.2 强磁暴期电离层电子密度反演结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 一、研究总结 |
| 二、未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录A. 已发表论文 |
| 附录B. 主要参与的科研项目 |
| 附录C. 已获奖励 |
（10）基于注意力机制的双向GRU网络太阳黑子活动预测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外的研究历史与现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第2章 相关技术与研究准备工作 |
| 2.1 循环神经网络原理 |
| 2.2 注意力机制 |
| 2.3 太阳黑子数据集 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于注意力机制的双向GRU网络太阳黑子预测 |
| 3.1 加入注意力机制的Bi-GRU网络太阳黑子预测模型 |
| 3.2 预测模型训练策略 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于注意力机制的双向GRU网络模型评价 |
| 4.1 注意力机制对预测模型的效果评价 |
| 4.2 太阳黑子在其他循环神经网络模型的预测效果评价 |
| 4.3 加入注意力机制的Bi-GRU和 LSTM网络预测模型对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 预测任务的问题和难点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A:攻读学位期间成果目录 |
四、Verification of Short-Term Predictions of Solar Soft X-ray Bursts for the Maximum Phase (2000-2001) of Solar Cycle 23（论文参考文献）
- [1]中国及周边地区电离层闪烁效应特性与建模研究[D]. 耿威. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]束缚环形耀斑的能量分配[D]. 蔡祯茂. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]基于LSTM的耀斑指数平滑值的短期预测[D]. 李浩涌. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]X射线-极紫外波段KLL平场定标方法研究[D]. 高兴俊. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
- [5]地震和磁暴引起的电离层电磁波动特征研究[D]. 胡云鹏. 中国地震局地震预测研究所, 2020(02)
- [6]基于全天时激光雷达观测的南极重力波QBO调制现象的发现和研究[D]. 李梓霂. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]太阳射电爆发的系统研究[D]. 王璐. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]日冕物质抛射及其驱动激波的多波段和多视角研究[D]. 应蓓丽. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]GNSS电离层精确建模及其应用研究[D]. 梅登奎. 长沙理工大学, 2020(07)
- [10]基于注意力机制的双向GRU网络太阳黑子活动预测方法研究[D]. 林语琦. 昆明理工大学, 2020(04)