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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 利用單站地磁數(shù)據(jù)估算Ap與Kp指數(shù)的可行性分析
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 通過得到的地磁場的擾動幅度，并分析其與地磁行星指數(shù)Ap和Kp的關(guān)系，得到快速估算Ap和Kp指數(shù)的簡潔方。并將估算結(jié)果與世界數(shù)據(jù)中心(WDC)給出的Ap和Kp指數(shù)相比較，進(jìn)行可行性分析。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品根據(jù)單站肇慶臺2003-2008年與2009-2010年7月的地磁水平分量H的分鐘值數(shù)據(jù)，得到長期地磁場的擾動幅度.通過分析其與地磁行星指數(shù)Ap和Kp的關(guān)系，得到快速估算Ap和Kp指數(shù)的簡潔方法——對1小時(shí)磁擾幅度的日平均與Ap進(jìn)行擬合得到Ap，對3小時(shí)時(shí)段內(nèi)的平均與Kp進(jìn)行對數(shù)擬合得到Kp。將估算值與世界數(shù)據(jù)中心(WDC)給出的Ap和Kp指數(shù)相比較，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，根據(jù)上述方法用肇慶臺地磁數(shù)據(jù)估算Ap和Kp指數(shù)在一定的誤差范圍內(nèi)是可行的。雖然在強(qiáng)磁擾時(shí)段，估算效果略微有所下降，但估算的整體效果還是良好的，這說明本文方法估算效果的穩(wěn)定性是良好的，不會因選取時(shí)間段或者是磁擾的強(qiáng)弱不同而使得估算效果會有明顯差異。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我們的目的是通過分析單站長期的地磁數(shù)據(jù)，研究其長期的變化特征，找出快速估算Ap和Kp指數(shù)的方法，從而反映全球地磁活動強(qiáng)度。 我們的基本思路是通過得到的地磁場的擾動幅度，并分析其與地磁行星指數(shù)Ap和Kp的關(guān)系，得到快速估算Ap和Kp指數(shù)的簡潔方。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性:一是本文使用的主要研究方法為指數(shù)的估算與擬合；二是采用了適合于我國地磁觀測H分量K指數(shù)的計(jì)算方法——FMI—H方法；三是采用了可靠的數(shù)據(jù)。 先進(jìn)性及獨(dú)特之處：一是運(yùn)用單站地磁數(shù)據(jù)估算行星性Ap和Kp指數(shù)，突破了“多站聯(lián)測”的局限；二是所用方法可在一定程度上實(shí)現(xiàn)“指數(shù)實(shí)時(shí)化”；三是根據(jù)此估算方法用單站臺1小時(shí)磁擾幅度去大致預(yù)報(bào)相應(yīng)3小時(shí)的Kp指數(shù)；四是估算的效果整體上具有良好的穩(wěn)定性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 作品由肇慶臺單站數(shù)據(jù)快速估算了表征全球地磁活動情況的地磁指數(shù)，對研究指數(shù)發(fā)布實(shí)時(shí)化和單站地磁數(shù)據(jù)反映全球地磁活動強(qiáng)度有一定意義。地磁活動指數(shù)是空間天氣擾動強(qiáng)度指標(biāo)的主要參數(shù)，與各種空間技術(shù)系統(tǒng)事故的統(tǒng)計(jì)研究密切相關(guān)。Ap、Kp等地磁指數(shù)的快速估算有利于空間天氣的預(yù)報(bào)。由于地磁指數(shù)還與電離層活動、急性傳染病的研究等方面都有著密切聯(lián)系，所以實(shí)現(xiàn)指數(shù)發(fā)布實(shí)時(shí)化的實(shí)現(xiàn)也將促進(jìn)以上各方面的發(fā)展。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 根據(jù)單站肇慶臺2003-2008年與2009-2010年7月的地磁水平分量H分鐘值的數(shù)據(jù)，得到長期地磁場的擾動幅度.通過分析其與地磁行星指數(shù)Ap和Kp的關(guān)系，得到快速估算Ap和Kp指數(shù)的簡潔方法——對1小時(shí)磁擾幅度 的日平均與Ap進(jìn)行擬合得到Ap，對3小時(shí)時(shí)段內(nèi) 的平均與Kp進(jìn)行對數(shù)擬合得到Kp。將估算值與世界數(shù)據(jù)中心(WDC)給出的Ap和Kp指數(shù)相比較，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，根據(jù)上述方法用肇慶臺地磁數(shù)據(jù)估算Ap和Kp指數(shù)在一定的誤差范圍內(nèi)是可行的。
獲獎(jiǎng)情況
- 2010年被《地震地磁觀測與研究》錄用
鑒定結(jié)果
- 該作品由學(xué)生經(jīng)廣州地面衛(wèi)星站取得數(shù)據(jù)，經(jīng)過大量計(jì)算和驗(yàn)證而產(chǎn)生，申報(bào)情況屬實(shí)，同意申報(bào)。
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外同類課題的研究情況 我國地磁臺站曾長期使用由(S_q+L)統(tǒng)計(jì)得到的“鐵曲線”，來識別K變化與非K變化，和手工測量K指數(shù)。1989年后開始用規(guī)則日變化S_R代替“鐵曲線”進(jìn)行K指數(shù)測量(程安龍等，1998)，但S_R的變化還是要憑人工經(jīng)驗(yàn)識別，用手工測量K變化的量值，并在此基礎(chǔ)上確定K指數(shù)(國家地震局，1995)。 近年來，由于數(shù)字化地磁觀測儀器的高速發(fā)展，用數(shù)字化代替模擬化成為趨勢。 FMI(Finish Meteorological Institute)方法是由荷蘭氣象研究所研制，是在國際地磁和超高層大氣物理學(xué)協(xié)會（IAGA）認(rèn)可和推薦的USGA，AS，F(xiàn)MI，LRNS等4種方法中應(yīng)用得比較廣泛的計(jì)算方法。FMI方法是一種以3天的地磁場X和Y分量分鐘值（或更高采樣率）觀測數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，計(jì)算中間一天K指數(shù)的計(jì)算方法。該方法由每小時(shí)的數(shù)據(jù)，以及該小時(shí)前后各（m+n）分鐘的數(shù)據(jù)計(jì)算該小時(shí)的平均值，其中m是與當(dāng)?shù)貢r(shí)間有關(guān)的參數(shù)，凌晨3~6點(diǎn)和黃昏18~21點(diǎn)m取60,夜間21~02點(diǎn)m取90,白天其余時(shí)間m=0；n是依賴于磁場活動程度的參數(shù)，通常取n=K^33,K為3小時(shí)時(shí)段中由最大值和最小值簡單確定的K指初始值。由此產(chǎn)生的每小時(shí)平均值通過諧波擬合生成S_R曲線，并由觀測曲線和S_R曲線的差值確定K指數(shù)。在我國主要應(yīng)用FMI方法的修改版FMI-H方法計(jì)算數(shù)字地磁資料的K指數(shù)，因?yàn)镕MI-H方法符合我國對地磁H、D和Z分量的觀測，和以H分量測量K指數(shù)的規(guī)范，并且計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有較好的一致性。 另外，我國還有應(yīng)用自然正交分量法（NOC）分析S_q的逐日變化特性。一般的簡單統(tǒng)計(jì)方法只能得到平均的日變化，而難于分離不同的成分，更無法得到每個(gè)成分每一天的實(shí)際強(qiáng)度。采用每月的平均日變化作為每天的變化會帶來誤差，要得到更精細(xì)、更準(zhǔn)確的地磁活動情況描述則須考慮逐日變異性。而采用自然正交分量法來分離日變化中不同的成分，可以從復(fù)雜的地磁場變化中得到的形態(tài)，并確定各種成分每天的幅度，得到更合理的地磁活動指數(shù)值。 國際上應(yīng)用世界地磁場模型來生成地磁場分量圖。WMM2005就是由英國地質(zhì)測量局（BGS）和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）聯(lián)合推出的最新的地磁模型。采用衛(wèi)星數(shù)據(jù)和臺站數(shù)據(jù)，基于WMM2005給出的地磁場計(jì)算方法，擬合出某地的地磁場分量的值和變化趨勢。
