利用NARX神经网络由IMF与太阳风预测暴时SYM-H指数

SYM-H是一个重要的空间天气指数,它与Dst指数相似,是磁暴强度的表征,但SYM-H具有更高的时间分辨率.本文发展了一种具有输出时延反馈的非线性自回归神经网络(NARX)预测模式,由太阳风和IMF参数预测暴时SYM-H指数的变化.与BP网络和Elman网络相比,预测效果显著改善.用15个强磁暴(含5个Minimal SYM-H<-200nT的超强磁暴)进行检验,预测与实测SYM-H指数的相关系数总体达到0.91;对于5个超强磁暴,相关系数最低为0.91,相应的磁暴为2001年3月最小SYM-H达-434nT的磁暴,对两个SYM-H小于-300nT的磁暴预测相关系数分别达0.93和0.96.在NARX网络中将适当长度(约120min)的SYM-H指数输出,反馈给网络外部输入,即输入中包含环电流内部准实时与历史状态信息,是使模式预测能力在已有基础上得以大大提高的关键;说明除了行星际的直接驱动之外,环电流自身状态对磁暴的发展变化,特别是对于恢复相过程有重要作用,在利用神经网络对环电流指数进行预测时必须恰当地加以考虑.

同步轨道磁场和地面磁场对太阳风动压变化事件的响应

本文对磁宁静时的123个动压变化事件(不包含激波事件)进行了统计研究.研究表明,在白天侧(9～15MLT)同步轨道磁场z分量对太阳风动压增大、减小事件具有较强的正响应,而在夜侧(21～3MLT)响应明显减弱,响应幅度具有明显的磁地方时分布.对动压增大事件的平均响应幅度在午前最大,而对动压减小事件的平均响应幅度在午后达到最大.在白天侧,同步轨道磁场z分量响应幅度与太阳风动压上下游均方差有较好的线性正相关,两者比值随磁地方时具有明显的分布变化;对于同样的动压变化白天侧响应明显强于夜侧.地磁指数SYM-H响应幅度对太阳风动压上下游均方差具有明显的依赖关系,统计结果显示磁层压缩较强时,两者相关性较好.在白天侧,地磁指数响应幅度与同步轨道磁场z分量响应幅度具有明显的线性相关,晨昏侧相关性减弱,夜侧无明显相关.

地球磁层对不同太阳风动压响应研究

太阳风是太阳活动与地球空间环境之间进行联系的一个关键媒介,其中太阳风动压与行星际磁场则是能够引起地球磁层变化的主要因素。一旦太阳风动压发生增加或者减少均会压缩或释放一定的能量,从而导致地球磁层全球性响应的产生。其中同步轨道磁场与地面磁场一般又是受磁层电流以及电离层电流影响的两个最典型研究对象。该文探讨了地球磁层对太阳风动压响应的观测结果和物理机制,分析了不同太阳风动压脉冲对磁层顶进行作用过程中,地球同步轨道磁场以及地球水平磁场之间存在的相应的响应关系,据此来获取在太阳风动压变化基础上磁层电流系的变化对不同区域磁场所带来的影响。