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行星际扰动与磁暴关系的统计研究

行星际扰动与磁暴关系的统计研究

作者：赵明现中国气象科学研究院

学位级别：硕士

利用1998-2005年间ACE卫星观测的太阳风数据和相应时期的Dst指数,针对不同级别的磁暴,分析了行星际参数(B、E、V、P、|B|、ε′=VBsin(θ/2))与Dst指数的相关关系。行星际太阳风影响磁暴最重要的三个参数是:太阳风能量耦合函数(ε′)、... 详细信息

利用1998-2005年间ACE卫星观测的太阳风数据和相应时期的Dst指数,针对不同级别的磁暴,分析了行星际参数(B、E、V、P、|B|、ε′=VBsin(θ/2))与Dst指数的相关关系。行星际太阳风影响磁暴最重要的三个参数是:太阳风能量耦合函数(ε′)、行星际电场东西向分量、行星际磁场南北向分量。对于中等磁暴(-100nT现在B之后,延迟时间平均为3h20min,Dst相对E的延迟时间平均为3h5min,Dst相对ε′的延迟时间平均为3h5min。针对三个时间关系异常(行星际参数极值与Dst相比没有提前)的事件,分析认为异常与磁暴的多个发展阶段有关。对于本文设定的阈值条件(B=-10nT、E=5mV/m、ε′=46,000(×10(-15)Wm)),行星际参数第一次达到阈值的时刻一般在Dst之前3-6h(约占67.4%),行星际参数第二次达到阈值(恢复过程中)的时刻一般不会出现在Dst时刻之后。大磁暴期间行星际参数B超过阈值的持续时间一般≤5h(占73.3%),特大磁暴期间行星际参数B超过阈值的持续时间一般≥5h(占62.5%)。E和ε′超过阈值的持续时间与B的情况类似。 ε′与Dst在强度上具有很好的相关性,特别是对于强磁暴(Dst≤-100nT),其相关性是所有参数中最好的。ε′与Dst之间的时间响应也更加稳定,只有一个事件反常。而且ε′具有更容易识别的变化曲线。在Dst指数的预报中,使用ε′可能会有更好的效果。所以,本文基于Wang Model以及OM Model,使用ε′代替E,建立了基于能量参数ε′的Dst预报模式,取得了比较好的预报效果。

关键词： Dst指数行星际参数磁暴预报模式

青藏高原对流层臭氧含量变化的太阳周期活动信号分析

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地球物理学报 2009年第9期52卷 2201-2209页

作者：黄富祥刘年庆赵明现中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

利用1979-1992年卫星TOR对流层臭氧数据库资料,以及同期太阳辐照度数据序列,考察青藏高原对流层臭氧含量变化与太阳辐射周期变化之间的关系.分析表明,青藏高原对流层臭氧分布表现出与太阳辐照度相同的变化趋势,存在着明显的太阳周期变... 详细信息

利用1979-1992年卫星TOR对流层臭氧数据库资料,以及同期太阳辐照度数据序列,考察青藏高原对流层臭氧含量变化与太阳辐射周期变化之间的关系.分析表明,青藏高原对流层臭氧分布表现出与太阳辐照度相同的变化趋势,存在着明显的太阳周期变化特征.逐月线性回归分析表明,太阳辐照度增加导致青藏高原对流层臭氧增加的正效应.在太阳周期内,太阳辐射增加可使青藏高原对流层臭氧、平流层臭氧和臭氧总量分别增加1.31、4.97、6.628DU,或4.07%、2.04%、2.28%.该特征与赤道太平洋地区完全相反,分析产生差异的原因,至少应包括两方面因素:一是背景大气NOx和水汽含量的差异;二是青藏高原频繁发生的平流层一对流层大气物质交换和输送.

关键词：青藏高原对流层臭氧 TOR对流层臭氧数据库太阳周期

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行星际扰动与不同级别磁暴强度关系的研究

空间科学学报 2006年第6期26卷 421-426页

作者：赵明现乐贵明刘玉洁中国气象科学研究院北京100081 中国气象局国家空间天气监测预警中心

利用1997—2004年间ACE卫星太阳风观测的时均值数据和相应的Dst指数,针对Dst_(min)≤—50nT的磁暴,分析了行星际参数(B_z,E_y,v,R_k,|B|,ε′=v_xB_z^2sin^4(θ/2))与Dst指数的相关关系．验证了E_y,B_z与Dst指数的良好相关性；按磁暴强... 详细信息

利用1997—2004年间ACE卫星太阳风观测的时均值数据和相应的Dst指数,针对Dst_(min)≤—50nT的磁暴,分析了行星际参数(B_z,E_y,v,R_k,|B|,ε′=v_xB_z^2sin^4(θ/2))与Dst指数的相关关系．验证了E_y,B_z与Dst指数的良好相关性；按磁暴强度的不同,发现磁暴强度越大,行星际参数与磁暴强度(Dst_(min))的相关性就越好．对于中等磁暴(-100nT＜Dst_(min)≤-50nT),行星际参数与磁暴强度的相关系数不高．如果把磁暴分为两个档次,即-150nT＜DSt_(min)≤-50nT的磁暴和Dst_(min)≤-150nT的磁暴,计算结果表明,ε′与Dst指数的相关性是最好的．在诸多行星际参数中,就单一因素来说,E_y对磁暴强度影响最大,B_z对磁暴强度影响次之．

关键词：太阳风 Dst指数能量耦合函数磁暴

风云三号A星紫外臭氧垂直探测仪反演产品的比较和评估

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光学精密工程 2010年第7期18卷 1568-1576页

作者：黄富祥刘年庆张鹏赵明现董超华中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产... 详细信息

为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NO-AA卫星同类仪器SBUV/2产品数据进行了系统比较。首先使用自主研发的风云三号紫外臭氧垂直廓线反演算法FY_V1.0开展臭氧廓线反演试验,输入数据为SBUS2008年7月17日～8月30日在轨观测数据。然后,采用3种方法,即匹配像元数据直接比较,赤道地区平均反演廓线比较以及反演廓线与先验廓线残差比较,将反演结果与SBUV/2产品进行了比较。最后,基于各种比较结果进行分析和评估。结果显示,与NOAA-16和17卫星SBUV/2反演产品相比,SBUS反演产品多数高度层相对偏差百分率在±10%之间,部分层相对偏差达到±15%;在20°N～20°S比较平均反演臭氧垂直廓线,最大差异为5.4DU,最小差异为0,多数在±0.3DU之间;比较反演廓线与先验廓线的残差表明,较大残差发生的高度以及残差正负性等方面存在明显差异。结论认为,在未对数据做任何订正的条件下,SBUS反演臭氧垂直廓线产品在多数高度层精度尚可,但是,与SBUV/2产品相比,SBUS获取的臭氧垂直廓线存在较大的系统性偏差,需要通过与SBUV/2的交叉定标进行订正。

关键词：风云三号A星 NOAA卫星紫外臭氧垂直探测仪臭氧垂直廓线反演

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风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线产品反演试验

科学通报 2009年第17期54卷 2556-2561页

作者：黄富祥刘年庆赵明现王淑荣黄煜中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 国家卫星气象中心北京100081 中国科学院长春光学机密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进... 详细信息

新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS,是我国第一次自主研制的卫星臭氧探测仪,目前正处于在轨测试阶段.利用现阶段观测数据,开展臭氧垂直廓线反演试验,并将观测数据和反演廓线与美国NOAA卫星同类仪器SBUV/2进行了初步对比.通过太阳辐照度观测、5个短波长通道N-值,以及反演廓线的比较和分析,表明我国首次自主研制的风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪SBUS观测数据和反演产品均达到较高精度,反演廓线与SBUV/2的相对偏差百分率大约为±7%.

关键词：风云三号气象卫星紫外臭氧垂直探测仪臭氧垂直廓线

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基于多台站观测的中国区域地磁指数

空间科学学报 2015年第1期35卷 26-39页

作者：王楚钦杜丹张效信赵明现蒋勇南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 国家卫星气象中心北京100081 云南省气象信息中心昆明650034

利用中国14个地磁台站和全球23个地磁台站的H分量分钟值数据,分析单台站小时幅度指数r_H的时空分布特征,在此基础上结合台站之间r_H指数的相似度度量(残差指数Ra),采用K均值聚类算法将中国14个地磁台站划分为7个区域,根据加权法计算各... 详细信息

利用中国14个地磁台站和全球23个地磁台站的H分量分钟值数据,分析单台站小时幅度指数r_H的时空分布特征,在此基础上结合台站之间r_H指数的相似度度量(残差指数Ra),采用K均值聚类算法将中国14个地磁台站划分为7个区域,根据加权法计算各区域的区域指数Rr.结果表明,r_H指数具有27天太阳自转周变化,季节变化不显著,但仍存在春秋季大而冬夏季小的特征;在空间变化上,r_H随纬度的增高而增大,并且在磁暴期间r_H指数的幅值和形态均表现出明显的经度差异,随地方时呈现晨-昏不对称现象;与Dst指数、SYM-H指数、Kp指数及各区域内台站的H分量观测数据对比分析发现,区域指数Rr能有效反映区域地磁扰动.

关键词： r_H指数时空分布残差指数 K均值聚类区域地磁指数

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Dst指数预报系统建设与应用

Dst指数预报系统建设与应用

风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法及对比反演试验

中国气象学会2007年年会

作者：赵明现国家空间天气监测预警中心

Dst指数描述磁暴的强度,也是众多空间环境模式所需要的输入参数,所以对Dst指数的预报具有重要的实际应用价值。本文从应用角度出发,论述了Dst指数预报系统的建设方案,并针对磁暴个例分析其实际应用效果。目前Dst指数预报系统已经投入业... 详细信息

Dst指数描述磁暴的强度,也是众多空间环境模式所需要的输入参数,所以对Dst指数的预报具有重要的实际应用价值。本文从应用角度出发,论述了Dst指数预报系统的建设方案,并针对磁暴个例分析其实际应用效果。目前Dst指数预报系统已经投入业务运行,实际运行效果表明,本预报系统可以正常提供Dst指数的预报产品,预报结果能够准确的反应磁暴的发生和发展,对磁暴强度的预报也比较准确。

关键词： Dst指数预报系统

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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自然科学进展 2008年第10期18卷 1136-1142页

作者：黄富祥赵明现杨昌军董超华中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室国家卫星气象中心北京100081

从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在... 详细信息

从正演模型和反演计算两个方面,介绍风云三号卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法FY-V1.0,并比较了与美国NOAA目前两种业务反演算法V6和V8的差异.利用美国NOAA/SBUV(/2)的L1b观测数据,开展FY-V1.0与V8的对比反演试验.对比反演试验结果表明:在全球低(纬度数<30°)、中(30°≤纬度数<60°)、高(60°≤纬度数<90°)3个纬度带,FY-V1.0反演廓线都与V8产品很好地吻合,FY-V1算法相对反演精度在±2以内.初步分析表明,卫星紫外臭氧垂直廓线反演算法的误差主要有3个来源:一是下垫面理想化假设,二是多次散射和反射辐射的辐射查算表插值计算,三是先验臭氧廓线X0缺乏对中国区域的代表性.分析认为,未来FY-V1.0算法反演精度改进主要在二个方面:一是利用TOMRAD模式开展多次散射和反射辐射的直接计算,代替目前的辐射查算表插值计算方法;二是通过增加臭氧廓线气候数据库中国区域廓线,或者改进中国区域先验臭氧廓线X0生成方法,改进其对中国区域的代表性.

关键词：风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪反演算法对比反演试验

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磁层‐电离层耦合数值模拟进展

磁层‐电离层耦合数值模拟进展