质子辐射带辐射中心区域模型 被引量：3

1

作者 陶宏任 林瑞淋 +3 位作者 师立勤 刘四清 张效信 龚建村 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期293-305,共13页

利用AP-8和CRRESPRO质子辐射带模式数据库,比较了二者在磁赤道面上计算结果的差异并给出其差异原因.利用AP-8模式数据库数据,建立起质子辐射带函数形式的辐射中心区域模式,包括各能道全向微分通量峰值所对应的L值(L_c)随能量E的变化模... 利用AP-8和CRRESPRO质子辐射带模式数据库,比较了二者在磁赤道面上计算结果的差异并给出其差异原因.利用AP-8模式数据库数据,建立起质子辐射带函数形式的辐射中心区域模式,包括各能道全向微分通量峰值所对应的L值(L_c)随能量E的变化模式以及各能道全向微分通量峰值J_(max)随能量E的变化模式.利用RBSP A卫星REPT望远镜在磁赤道面上的高能质子观测数据,分别与AP-8模式、CRRESPRO模式及本文所得辐射中心区域模式计算结果进行比较,发现在78.9,102.6和208 MeV三个能道上,RBSP A卫星观测所得各能道全向微分通量明显偏大,而L_c与AP-8或本文辐射中心模式所得结果基本一致;RBSP A卫星也观测到CRRESPRO Quiet,模式所得的隐性第二质子辐射带结构. 展开更多

关键词 质子辐射带 经验模式 AP-8模式 CRRESPRO模式 RBSP卫星

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基于SAMPEX卫星观测的南大西洋异常区高能质子动态分布特征 被引量：3

2

作者 吕景天 张效信 +2 位作者 林瑞淋 何飞 蒋勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期192-202,共11页

利用SAMPEX卫星1992年7月至2004年6月19²7 MeV高能质子数据对南大西洋异常区的分布特征进行研究,发现南大西洋异常区高能质子分布随高度及F_10.7的变化十分显著.在540士25 km高度上,地磁... 利用SAMPEX卫星1992年7月至2004年6月19²7 MeV高能质子数据对南大西洋异常区的分布特征进行研究,发现南大西洋异常区高能质子分布随高度及F_10.7的变化十分显著.在540士25 km高度上,地磁较为平静时期南大西洋异常区高能质子微分通量随着F_10.7的增大而减小,同时在F_10.7≥115 sfu时减小趋势较为平缓.对中等及以上磁暴进行统计分析发现,磁暴期间南大西洋异常区高能质子微分通量和SYM-H指数的绝对值存在明显的反相关关系,且地磁暴对南大西洋异常区高能质子微分通量存在明显的持续影响效应.磁暴发生期间高能质子微分通量明显减少.磁暴恢复相及其之后高能质子微分通量呈现较为显著的恢复过程. 展开更多

关键词 内辐射带 南大西洋异常区 磁暴 高能质子微分通量 F_10.7指数

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太阳周期活动对低高度内辐射带高能质子的影响 被引量：2

3

作者 师立勤 林瑞淋 +1 位作者 刘四清 郑惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期804-811,共8页

利用NOAA-15卫星1998年到2011年近13年的高能质子全向通量观测资料,分析了一个太阳活动周内,低高度内辐射带高能质子通量的分布变化特性及其物理原因,比较了观测结果与AP8模型的不同.研究表明,低高度内辐射带高能质子通量与太阳活动水... 利用NOAA-15卫星1998年到2011年近13年的高能质子全向通量观测资料,分析了一个太阳活动周内,低高度内辐射带高能质子通量的分布变化特性及其物理原因,比较了观测结果与AP8模型的不同.研究表明,低高度内辐射带高能质子通量与太阳活动水平的反相关关系与磁壳参数L值及磁场B值有关;L值越低,B值越大的空间点,其高能质子通量与太阳活动水平的反向相关性越明显.高能质子通量随太阳活动水平的变化存在明显滞后现象,L值越高、B值越小的空间点,滞后现象就越明显,滞后严重时可以达到一年左右的时间;这种滞后现象反映出低高度内辐射带高能质子的源与损失达到平衡是一个中长期过程.通过与AP8模型计算结果的比较分析可以看出,利用AP8模型时,仅考虑地磁场长期变化对质子通量的影响可能会夸大低高度内辐射带局部高能质子通量的增强. 展开更多

关键词 高能质子 辐射带 太阳活动 南大西洋异常区

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基于奇异谱分析的空间环境数据插补方法 被引量：1

4

作者 刘帅 李智 +2 位作者 龚建村 林瑞淋 马志昊 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期829-836,共8页

空间环境数据具有典型的非线性、非平稳特征,并经常包含有缺失数据,给预报模型的建立、预测以及物理过程的分析带来了一定的困难。为了实现对缺失数据的插补,基于奇异谱分析(SSA)迭代插补的思想,设计了一种能够适用于不同缺失数据分布... 空间环境数据具有典型的非线性、非平稳特征,并经常包含有缺失数据,给预报模型的建立、预测以及物理过程的分析带来了一定的困难。为了实现对缺失数据的插补,基于奇异谱分析(SSA)迭代插补的思想,设计了一种能够适用于不同缺失数据分布的插补方案。该方案提取出原始时间序列中缺失数据分布数组,利用缺失数据分布数组生成交叉验证所用的测试数据集,并利用离散粒子群优化算法寻找SSA的2个关键性参数,即嵌入窗口长度和主成分个数。通过不同太阳活动年份实际观测的太阳风参数、地磁指数等实例验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 奇异谱分析(SSA) 离散粒子群优化算法 数据插补 空间环境 时间序列

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磁暴主相多阶发展行星际起因的初步分析 被引量：1

5

作者 佟亚男 刘四清 +2 位作者 张效信 林瑞淋 龚建村 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1439-1456,共18页

本文利用1998-2006年与磁云有关的80起中强磁暴（Dst＊≤-50nT），对其主相期间不同发展阶数磁暴的行星际起因进行了统计分析．重点研究了鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用以及其他复杂行星际结构在磁暴主相多... 本文利用1998-2006年与磁云有关的80起中强磁暴（Dst＊≤-50nT），对其主相期间不同发展阶数磁暴的行星际起因进行了统计分析．重点研究了鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用以及其他复杂行星际结构在磁暴主相多阶发展中的相对重要性，并对导致磁暴主相增加一阶的行星际起因做了初步分析．统计结果表明：（1）有一半以上的中强磁暴主相具有多个发展阶段，其中一阶磁暴和多阶磁暴（包括二阶和二阶以上磁暴）在中等磁暴（-100nT％Dst＊≤-50nT）中所占比例分别为53．8％和46．2％，在强磁暴（Dst＊≤一100nT）中所占比例分别为42．6％和57．4％；（2）随着磁暴主相发展阶数的增加，磁暴主相的平均持续时间也随之延长；（3）鞘区磁场单独作用、磁云本体单独作用、鞘区与磁云共同作用、磁云与其他行星际结构共同作用都可能引起磁暴主相的多阶发展；（4）有46．5％的多阶磁暴是由鞘区磁场与磁云本体共同作用引起，有34．9％的多阶磁暴是由鞘区磁场单独作用和磁云本体单独作用引起，其余的多阶磁暴是由其他复杂行星际结构引起；（5）在鞘区磁场单独作用的事件中，鞘区磁场结构是影响磁暴主相多阶发展的重要因素之一；（6）磁暴主相的多阶发展与晨昏电场Ey、行星际磁场Bx南向分量的发展密切相关，随着Ey和Bx阶段性的发展，磁暴主相也呈现多阶发展的趋势，且每阶Dst’极小值与该阶Eymax和Bxmin有很好的线性相关性，线性耦合方程分别为Dst＊min=-34．62—11．89×Eymax和Dst＊min=-5．90＋8．50×Bxmin。 展开更多

关键词 多阶磁暴 DST指数 磁云 行星际磁场南向分量 行星际电场

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基于VAP卫星的等离子体层顶电子密度波动统计分析 被引量：2

6

作者 王玉尤婷 张效信 +2 位作者 何飞 林瑞淋 吕景天 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2141-2148,共8页

基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离... 基于范艾伦辐射带探测卫星的观测数据(2012年9月至2015年11月),收集了584个等离子体层顶密度波动事件,研究了这些事件分布随磁地方时、磁壳值以及地磁活动的变化关系,并使用快速傅里叶变换分析了全部事件平均功率谱.统计结果表明,等离子体层顶密度波动事件主要发生在磁地方时黄昏扇区,其分布与磁地方时和地磁活动具有明显的相关性.等离子体层顶密度波动在1~100mHz区间内具有接近-5/3的功率谱斜率,表明存在二维磁流体动力学湍流.本文统计结果将有助于进一步深入理解等离子体层顶密度波动在内磁层中能量传输的具体作用,并且将促进对等离子体层顶波动的激发、增强与传播过程的进一步研究. 展开更多

关键词 等离子体层顶 密度波动 统计分析 平均功率谱 快速傅里叶变换

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地球静止轨道高能电子通量在线预测模型

7

作者 刘帅 李智 +2 位作者 林瑞淋 龚建村 刘四清 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期117-122,共6页

利用粒子群优化算法和最小二乘支持向量机,建立地球静止轨道高能电子通量在线预测模型。针对粒子群优化算法,提出一种新的粒子群多样性测度计算方法,有效改善其早熟收敛现象。运用改进的粒子群优化算法优化最小二乘支持向量机的正则化... 利用粒子群优化算法和最小二乘支持向量机,建立地球静止轨道高能电子通量在线预测模型。针对粒子群优化算法,提出一种新的粒子群多样性测度计算方法,有效改善其早熟收敛现象。运用改进的粒子群优化算法优化最小二乘支持向量机的正则化参数和核参数。利用滑动时间窗口策略更新模型数据,选择触发机制以及模型的再学习机制为设计变量,实现模型的在线预测功能。对2000年电子通量监测数据和相关太阳风、地磁参数等实际数据进行的提前1~3天的预测实验,表明所建在线预测模型具有较高的预测性能,并具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 粒子群优化算法 最小二乘支持向量机 变量选择 互信息 距离相关系数 高能电子通量

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基于Weimer模型的高纬地磁扰动预测 被引量：1

8

作者 李沐 何飞 +1 位作者 林瑞淋 张效信 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2159-2169,共11页

地磁扰动是空间天气中的重要现象,对地基技术系统具有重要的影响.准确预报地磁扰动可以有效避免重大灾害发生.本文基于Weimer电势和磁势模型发展了高纬地区地磁扰动的模拟方法,并与地面台站观测数据进行了比较.地表磁场扰动主要受电离... 地磁扰动是空间天气中的重要现象,对地基技术系统具有重要的影响.准确预报地磁扰动可以有效避免重大灾害发生.本文基于Weimer电势和磁势模型发展了高纬地区地磁扰动的模拟方法,并与地面台站观测数据进行了比较.地表磁场扰动主要受电离层电流系统的影响,利用Weimer模式计算出电离层等效电流分布后,基于毕奥-萨伐尔定律推导了地磁扰动三分量与电流的关系,最终计算出地磁扰动量.模型的输入参数为太阳风速度、太阳风密度、行星际磁场和磁偶极倾角.模型计算结果与不同纬度和经度的地磁台站观测结果对比表明本文的计算方法能有效地模拟地磁暴期间地磁扰动特征.本文结果对今后发展高纬地区地磁场预报模型奠定了重要基础. 展开更多

关键词 磁暴 太阳风 地磁扰动 Weimer模型 预测

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GEO轨道相对论电子日积分通量预报统计建模 被引量：1

9

作者 钟秋珍 未历航 +2 位作者 林瑞淋 郑金磊 刘四清 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期18-27,共10页

基于辐射带相对论电子哨声波局地加速理论,将地磁AE指数作为源电子通量和通量各向异性的指标,将地磁Dst指数作为损失机制的指标,利用滑动窗口线性滤波器方法,建立了一个地球静止轨道大于2 MeV相对论电子预报模型.利用该模型开展了2000-2... 基于辐射带相对论电子哨声波局地加速理论,将地磁AE指数作为源电子通量和通量各向异性的指标,将地磁Dst指数作为损失机制的指标,利用滑动窗口线性滤波器方法,建立了一个地球静止轨道大于2 MeV相对论电子预报模型.利用该模型开展了2000-2009年地球静止轨道相对论电子通量预报试验.研究发现,这10年总预报效率为0.818, 2003年的预报效率(0.633)最低,2009年的预报效率(0.856)最高.模型预报效果与持续模型相比有很大提高,略低于利用太阳风参数作为输入的同类预报模型的预报效果.这说明即使在缺少太阳风参数的情况下,该模型利用地磁扰动参数也能取得较好的预报效果.当模型输入参数增加了太阳风速度时,即综合考虑了行星际扰动和磁层扰动对辐射带粒子加速过程的影响,模型逐年的预报效率进一步提升.其中,2005年的预报效率提升了9.5%,这10年的总预报效率增加到0.848,预报值与实测值之间的线性相关系数为0.918,均方根误差为0.422. 展开更多

关键词 地球静止轨道 哨声波局地加速 地磁AE指数 太阳风速度 相对论电子预报

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大气中子实时计算模式

10

作者 陈善强 刘四清 +3 位作者 陈东 林瑞淋 师立勤 曹勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期342-348,共7页

为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant 4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对... 为实时评估0~100km高度范围内的大气中子全球分布,对宇宙线在地磁场和大气中的传输过程进行了分析.利用蒙特卡罗方法工具包Geant 4,预先计算不同能量的粒子在大气层中产生的次级粒子能谱分布,形成大气次级粒子数据库,并与相关模型进行对比,验证了该数据库的有效性和可靠性.以实测或预报的空间环境参数作为输入,计算同步轨道银河宇宙线和太阳质子事件能谱以及100 km高度上的地磁垂直截止刚度,最终得到大气层顶上的粒子能谱.通过对大气次级粒子数据库的线性插值,实现1h分辨率的大气中子能谱和辐射剂量全球分布的实时计算. 展开更多

关键词 银河宇宙线 太阳质子事件 大气中子 GEANT 4 有效剂量

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月球空间天气探测与研究进展

11

作者 罗冰显 张贤国 +23 位作者 孙天然 白先勇 韦飞 林瑞淋 李磊 张珅毅 孔令高 王馨悦 谢良海 彭松武 唐斌斌 张颖洁 徐秋予 冷双 冯鹏远 苏杨 甘为群 封莉 田晖 陈林杰 颜毅华 宋永亮 刘四清 邓元勇 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期159-168,共10页

稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间... 稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间天气监测站的构想,明确了监测站具体科学目标,并介绍了监测站三大系统构成及相互关系,包括监测系统、科学研究系统以及建模与预报系统。建立月球空间天气监测站对研究太阳爆发活动、日地月耦合关系以及月球局地环境的变化具有重要的科学意义,也有利于促进月球空间天气建模和预报技术的发展,提升未来月球科研探索任务空间环境保障能力。 展开更多

关键词 月球空间天气 月球空间天气探测和研究 月球空间天气监测站 月球空间天气预报

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高纬磁层顶位形统计分析 被引量：3

12

作者 林瑞淋 张效信 +2 位作者 刘四清 王永利 龚建村 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期1-9,共9页

本文收集了1226个来自Cluster、Geotail、GOES、IMP8、Interball、LANL、Polar、TCl、THEMIS和Wind卫星磁层顶穿越事例,并主要利用时间推移使上游行星际磁场clock angle或等离子体变化特征与磁鞘中的相吻合方法为这些数据配对上来自ACE... 本文收集了1226个来自Cluster、Geotail、GOES、IMP8、Interball、LANL、Polar、TCl、THEMIS和Wind卫星磁层顶穿越事例,并主要利用时间推移使上游行星际磁场clock angle或等离子体变化特征与磁鞘中的相吻合方法为这些数据配对上来自ACE或Wind卫星5 min平均值太阳风数据.通过对这些数据以及网上公布的1482个Hawkeye卫星磁层顶穿越点数据分析研究,发现:(1)高纬磁层顶在极隙区存在内凹结构,其内凹范围比较大;(2)磁层顶内凹位置明显受地磁偶极倾角控制,最内凹点所对应的天顶角和地磁偶极倾角大致呈线性关系,这种关系在南北半球大致呈反对称;(3)磁层顶内凹深度、内凹范围以及内凹中心不变纬度基本不受地磁偶极倾角影响. 展开更多

关键词 磁层顶位形 太阳风传输 地磁偶极倾角 内凹

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基于权重的层次矢量量化体压缩算法及其在空间环境中的应用 被引量：1

13

作者 包黎莉 蔡燕霞 +3 位作者 林瑞淋 刘四清 师立勤 曹勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期425-430,共6页

空间环境数据可视化是空间环境预报和服务的重要手段.目前基于矢量量化的压缩体绘制算法均只考虑了数据特点和压缩效果,并未结合具体应用需求.为适应空间环境体数据可视化具体应用需求,提出了一种应用驱动的压缩体绘制算法——基于权重... 空间环境数据可视化是空间环境预报和服务的重要手段.目前基于矢量量化的压缩体绘制算法均只考虑了数据特点和压缩效果,并未结合具体应用需求.为适应空间环境体数据可视化具体应用需求,提出了一种应用驱动的压缩体绘制算法——基于权重的层次矢量量化算法(WHVQ).算法将体数据划分为4~3的数据块,并为数据块设置权重,重点关注区域的数据块赋予相对较大的权重值.然后,对各数据块用三层结构表示.最后,对次高层和最高层分别采用基于权重的主成分分析分裂法产生初始码书,并采用基于权重的LBG算法进行码书优化和量化.实验结果表明,该算法能够在保证整体压缩效果的同时,提升局部重点关注区域的重构质量. 展开更多

关键词 体绘制 体压缩 矢量量化 空间环境数据

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地磁场结构对静止轨道≥2 MeV高能电子分布的影响

14

作者 孙晓婧 林瑞淋 +6 位作者 刘四清 师立勤 张效信 钟秋珍 罗冰显 龚建村 程永宏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3604-3625,共22页

基于AE8电子辐射带模式和各地磁场模式,本文系统分析了地磁场模式、太阳风、地磁扰动、地磁轴指向对静止轨道≥2 MeV高能电子分布的影响以及静止轨道不同经度位置≥2 MeV高能电子分布的差异,并与GOES系列卫星实测结果进行了对比分析.结... 基于AE8电子辐射带模式和各地磁场模式,本文系统分析了地磁场模式、太阳风、地磁扰动、地磁轴指向对静止轨道≥2 MeV高能电子分布的影响以及静止轨道不同经度位置≥2 MeV高能电子分布的差异,并与GOES系列卫星实测结果进行了对比分析.结果表明,AE8+IGRF+T96模式所得静止轨道≥2 MeV高能电子分布结果优于AE8+IGRF+OPQ77模式或AE8+IGRF+T89模式结果,其大部分定性结果与GOES系列卫星观测结果较为一致,AE8+IGRF+T96模式所得静止轨道≥2 MeV高能电子分布与磁壳参量Lm、局地磁场B分别呈较好的负和正相关性.基于AE8+IGRF+T96模式得到在相同太阳风及地磁扰动条件下2010年每分钟静止轨道≥2 MeV高能电子通量分布结果,经分析得到:1年内每个时刻静止轨道上≥2 MeV高能电子通量最大值和最小值比值变化范围为2.50~7.51,变化主周期为1天,每天比值变化量都超过3;1年内静止轨道各经度位置每天内≥2 MeV高能电子通量最大值和最小值比值变化范围为2.98~6.00,比值随着时间和经度位置而变化;1年内同一天静止轨道各经度位置≥2 MeV高能电子日积分通量最大值出现在170°W附近,最小值出现在70°W附近,最大值与最小值的比值分布在1.86~2.13之间.以上所得静止轨道≥2 MeV高能电子分布变化主要来自Lm变化,B/B 0的影响小于5%,其中B 0为磁力线上磁场最小值.因此,在构建≥2 MeV高能电子分布模式时,需要考虑地磁场结构的影响,特别是Lm参数. 展开更多

关键词 静止轨道 ≥2 MeV高能电子通量 地磁场结构 高能电子预报模式

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