太陽(yáng)質(zhì)子事件短期預(yù)報(bào)模型研究.pdf

1、太陽(yáng)質(zhì)子事件會(huì)給在地球附近軌道運(yùn)行的航天器帶來(lái)危險(xiǎn)，使衛(wèi)星載荷儀器上的敏感元件受到損傷，影響儀器乃至整星的使用壽命。因此準(zhǔn)確的太陽(yáng)質(zhì)子事件預(yù)報(bào)尤其是短期預(yù)報(bào)，對(duì)于執(zhí)行太空任務(wù)以及協(xié)調(diào)敏感探測(cè)儀器的使用是十分重要的。 根據(jù)現(xiàn)有對(duì)質(zhì)子事件的發(fā)生機(jī)制、統(tǒng)計(jì)特征規(guī)律、相關(guān)性因素以及預(yù)報(bào)方法的大量研究成果，在本文中我們采用近年應(yīng)用范圍十分廣泛的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)深入研究建立太陽(yáng)質(zhì)子短期預(yù)報(bào)模型，搜集了1986-2006年間的質(zhì)子事件數(shù)據(jù)，

2、在傳統(tǒng)因子的基礎(chǔ)上，研究了低能粒子流量和軟x射線爆發(fā)頻率等新因子，并分析了CME速度以及活動(dòng)區(qū)演化因子等潛在參數(shù)的應(yīng)用前景。最終我們選取黑子相對(duì)數(shù)及黑子區(qū)域面積、軟x射線耀斑強(qiáng)度、日面經(jīng)度分布、太陽(yáng)射電流量、太陽(yáng)射電爆發(fā)類(lèi)型、低能粒子流量、背景軟x射線爆發(fā)頻率、10.7厘米射電流量、源區(qū)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)等作為模型輸入?yún)?shù)，進(jìn)行相關(guān)性分析。 本文根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)了3層BP網(wǎng)絡(luò)，并采用有監(jiān)督訓(xùn)練的方式確保網(wǎng)絡(luò)正確收斂。我們利用50個(gè)樣本

3、進(jìn)行訓(xùn)練，20個(gè)樣本用于監(jiān)督，剩余72個(gè)樣本用于網(wǎng)絡(luò)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果，對(duì)質(zhì)子事件的報(bào)準(zhǔn)率為84.7％，35％的非事件樣本被誤報(bào)為事件。整體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)顯示了較好的性能，也顯示了新預(yù)報(bào)因子的適用性。 最后，我們又根據(jù)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)了模型參數(shù)，利用軟x射線0.5-4埃和1-8埃波段的峰值流量、峰域積分流量以及背景流量為新的輸入，對(duì)近20年間的高通量事件質(zhì)子峰值流量進(jìn)行模擬，16個(gè)事件檢驗(yàn)樣本中，有12個(gè)的輸出結(jié)果同觀測(cè)結(jié)果誤差控制在