质子事件上升时间及峰值强度的统计研究

在耀斑已基本确定为质子耀斑的情况下, 为了对即将到达地球的太阳质子作出半定量的粗略预报(警报), 即估计从观测到光学耀斑开始, 需经多长时间质子通量将到达峰值;峰值强度有多大。为此, 我们收集了1967年5月—1972年12月约五年半期间国外发表的比较系统的质子事件资料, 以及相应的太阳耀斑和太阳射电资料。      

太阳质子耀斑X射线辐射特征及质子事件警报

太阳质子耀斑X射线辐射特征的研究, 为太阳质子事件的警报提供一个重要的途径和方法。本文分析了第21周太阳活动峰年(1977—1986)期间质子耀斑和相应的GOES和SMM卫星观测的X射线辐射资料, 结果表明:大部分质子耀斑的硬X射线峰值流量F_HX≥104s/c;积分流量F₀≥106counts;硬X射线辐射到达峰值时间T_R≥100s;持续时间T_D≥103s;X光子最高能量E_x≥300keV;平均能谱指数√r≤3.5;高能时延T_L≥10s。利用这些X射线暴的特征参数, 对第21周峰年大质子事件作警报检验, 结果是:报准率为94％, 虚报率为40％。      

太阳质子事件与太阳耀斑的关系

通过对0°W-39°W,40°W-70°W,71°W-90°W经度范围内太阳质子事件与太阳耀斑的相关性计算分析,发现太阳质子事件与太阳耀斑的相关系数依赖于经度.太阳耀斑积分与地球磁链接区域（40°W-70°W）太阳质子事件强度的相关系数最大.相关系数的这种特点与耀斑加速粒子的最大流量只出现在磁链接区域的特征相吻合.计算结果表明,太阳耀斑对太阳质子事件具有贡献,即耀斑对E ≥ 10MeV的质子加速有贡献.耀斑和CME在磁链接区域对太阳质子事件的贡献相同,这说明太阳质子事件是混合型事件.      

太阳活动突发过程对临近空间大气影响的模拟

空间天气对地球及近地空间具有重要影响,大的空间天气事件对中上层大气动力学和成分具有不同的影响。利用全大气耦合模式WACCM,针对太阳耀斑、太阳质子、地磁暴三类事件,以太阳活动平静期2015年5月10-14日的GEOS-5数据为模式背景场,通过F_10.7、离子产生率、Kp及Ap指数设置,分别模拟三类事件对临近空间大气温度、密度和臭氧的影响。结果表明耀斑事件在三类事件中对临近空间大气温度和密度的影响最为显著。平流层大气温度增加是由耀斑辐射增强引起平流层臭氧吸收紫外辐射发生的光化学反应所致,耀斑事件引起平流层和低热层温度增加约为2～3 K,低热层大气相对密度增加在6%以内;太阳质子事件及磁暴事件主要影响低热层,但太阳质子事件和磁暴事件对低热层温度扰动不大于1 K。     

影响地球环境的太阳质子事件的时间过程

利用1966年以来的大量太阳耀斑以及相应质子事件的资料,分析研究了质子事件到达时间和极大时间同耀斑经度位置的统计关系.结果表明当耀斑位置处于经过地球的行星际大尺度场磁力线足点位置附近时,上述两种时间过程最短.这个结果支持了太阳耀斑粒子经日冕传播再向行星际空间传播的二阶段传播模型.      

世界最先进的太阳观测卫星升空

太阳对地球气候和空间天气影响十分巨大,太阳耀斑爆发时可将宇宙粒子喷射抵达地球而中断卫星通信,甚至导致地面供电中断.最新的研究也表明,地球气候为宇宙星体相互作用所致,而太阳对其影响首当其冲,所以监控和研究太阳的活动性十分重要.     

太阳质子耀斑的一个统计性质

本文研究太阳质子耀斑相对于太阳光球大尺度平均磁场中性线的分布, 给出一个新得到的质子耀斑的统计性质。研究太阳质子事件及其源耀斑的统计性质, 是太阳物理和空间物理学的重要前沿课题。从太阳活动预报及地球空间环境预报研究的角度看, 一个重要的问题是质子耀斑在      

太阳质子事件警报

采用人工神经网络预报方法,利用太阳耀斑的日面位置、X射线辐射的峰值流量及其上升时间、2695MHz和8800MHz微波辐射的半积分流量等5个物理参量,提出了一个新的太阳质子事件警报方案,预报太阳质子事件的发生及其流量和时间．该方案在本文检验中达到93．75％的预报准确率．     

太阳高能粒子事件强度与相关双CME事件关系的两个事例

太阳高能粒子事件常伴随太阳耀斑和日冕物质抛射事件(Coronal Mass Ejections,CME)出现,由于太阳高能粒子事件的关键因素是双CME的相互作用,利用SOHO卫星观测的高能粒子强度、耀斑强度以及CME的相对高度与时间,通过高度与时间拟合得到的速度,分析了2001年4月15日和2005年1月20日的太阳高能粒子事件强度与相关双CME事件的关系,发现这两个太阳高能粒子事件中E ≥ 10MeV质子的强度与双CME事件无关.因此在这两次太阳高能粒子事件早期,E ≥ 10MeV质子的强度只与相关太阳耀斑和CME有关.      

FY-2卫星太阳质子事件监测警报系统及质子事件警报的尝试

介绍搭载在FY-2地球同步轨道气象卫星上的空间粒子监测器和太阳X射线探测器所组成的太阳质子事件监测报警系统;1997-11-04和1997-11-06二次质子事件警报的尝试及相关的观测资料.      

第21～24太阳周4类空间天气事件爆发特征统计分析

对第21～24太阳周不同等级的太阳X射线耀斑事件、太阳质子事件、地磁暴事件及高能电子增强事件的爆发频次特征进行统计,结果表明:太阳周耀斑爆发的总数量与该太阳周的黑子数峰值呈正比,耀斑总数、X级耀斑事件数与峰值的相关系数分别为0.974,0.997;太阳质子事件主要发生在峰年前后1～2年,约占总发生次数的80%,峰值通量大于10pfu （1 pfu=1 cm-2·sr-1·s-1）的质子事件中,84%伴有耀斑爆发,并且主要伴随M或X级耀斑,少量伴随C级耀斑,峰值通量大于1000pfu的质子事件中,98%伴随M或X级耀斑,并且以X级耀斑为主;第21,22,23和24太阳周发生地磁暴最频繁的时间分别在1982,1991,2003年和2015年,分别滞后黑子数峰值时间3年、2年、2年和1年;72%的高能电子增强事件发生在太阳周下降期,24%的高能电子增强事件发生在太阳周上升期.      

一种新的太阳质子事件警报方法的探讨

本文分析了第21太阳活动周后半期的太阳质子耀斑硬X射线辐射资料, 发现它们的峰值流量、积分流量、上升沿斜率、X光子的最高能量和持续时间等物理参数之间有着不同于非质子耀斑的相关性。据此, 本文采用模糊聚类分析法, 对21太阳活动周期间(1980.2—1986.2)的质子事件进行预报试验。其报准率为88.5%, 虚报率为53.1%, 漏报率为11.5%。本文提供了基于X射线辐射特征的太阳质子事件警报的新途径和方法。      

“风云一号（B）”卫星探测到的太阳质子事件

我国“风云一号(B)”气象卫星于1990年9月3日发射入轨,该星载有粒子成分监测器,用来探测空间粒子辐射环境,其中包括测量太阳耀斑时产生的太阳质子事件及其重粒子丰度;银河宇宙线异常成分与强度;内辐射带磁异常区的粒子通量及重粒子成分,“风云一号(B)”卫星运行半年来,我们已获取了上述有关的粒子辐射资料,在卫星上获得这些资料在我国尚属首次,本文主要分析观测到的太阳质子事件。     

中国科学实验卫星的先驱实践一号

空间科学探测，不仅对认识自然界，研究发生在近地空间、日地空间和行星际空间的各种自然现象，以及这些现象同人类赖以生存的地球和大气环境的关系，具有重要意义，而且同人造卫星和其他航天器的研制有着十分密切的关系。人造卫星、载人飞船等航天器在空间运行过程中，会遇到各种复杂的空间环境。例如，地球附近的辐射带中存在大量的带电粒子（质子和电子），尤其是伴随着太阳耀斑爆发而喷射出的强大的太阳质子流，对于人造卫星、载人飞船的材料、元器件、仪器设备以及宇航员部有不同程度的损害作用；高空地磁场与航天器内通有电流的导线和铁磁材料等相互作用，会改变航天器的姿态；高空的稀薄大气是直接影响人造卫星运行轨道和寿命的主要因素；来自太阳的短波辐射、紫外辐射、X射线等对航天器的表面材料和器件，如温控涂层、太阳电池和光学镜头等性能有重要影响；高空大气电离层结构影响着无线电波的传播，因而也影响卫星通信的传播方式和通信性躲宇宙无线电噪声也会对空间通信的性能和效果产生影响；近地空间的微流星物质对航天器结构可能造成损害。因此，把空间科学探测仪器送到外层空间，对太空中的各种现象进行直接观测，取得定量结果，作为航天器的设计依据，其重要意义是显而易见的。[编者按]     

空间天气及其灾变

2003年10月28日，太阳发生了一次强烈的耀斑爆发，耀斑形成区域的面积超过地球面积的3倍。同时，日冕物质从一个巨大的太阳黑子中抛射出来，产生的带电粒子流以每小时750万千米的速度冲向地球。它引发了当年10月30日近地空间的地磁暴和电离层暴，使地球无线电短波通信等受到严重     

基于PCA方法对太阳活动区主要参量的分析

太阳耀斑与太阳质子事件的发生通常与太阳活动区存在非常密切的关系, 对这种关系的深入分析有助于太阳耀斑和太阳质子事件预报模型的建立. 本文利用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)方法对1997-2010年太阳质子事件所在活动区的主要参量进行分析, 选取的参量包括黑子磁分类、 McIntosh分类、太阳黑子群面积、10.7 cm射电流量、耀斑指数、质子耀斑位置和软X射线耀斑强度. 结果得到81个太阳活动主成分得分值排序(得分值代表每个事件的强弱), 与太阳质子事件峰值流量、太阳黑子年均值以及10.7 cm射电流量年均值的对比显示相似度非常高, 表明主成分得分值一定程度上可以反映太阳活动的强弱规律.      

由太阳爆发事件特征预报地磁暴方法研究

CME是非重现性地磁暴的诱因,通过对太阳耀斑爆发活动的特征与可能引起地磁活动的CME进行统计分析,发现太阳耀斑的强度、位置、持续时间以及耀斑所伴随的太阳质子事件和行星际高能质子通量的增长与CME的特征及可能产生的地磁扰动有着密切的关系.在对数据分析的基础上,建立了基于人工神经网络的预报模式,对太阳耀斑爆发活动所引起的地磁扰动的发生及Ap指数进行了预报,取得了较好的结果.      

用行星引潮力预报太阳耀斑的注记

太阳活动与空间坏境紧密相关,大耀斑会引起空间环境的剧烈扰动．太阳活动预报便成空间环境预报的基本依据．太阳预报水平长期以来提高缓慢,太阳物理学家皆有共识,寄希望于物理预报的进展,但举步维艰．近来,“太阳活动的行星潮汐效应”的研究取得了新进展1)[1,2],引潮力可以触发耀斑,从而,利用这类效应发展物理预报技术,呈现良好前景．“太阳耀斑发生率按行星引潮力的分布”已有几个具体结果,表面看来,其间似乎有出人需予澄清．1972年,董土仑和林柏森发现1958－1968年94个质子耀斑的发生率在其目面经度处（活动经度上）技引潮力…     

“卫星修理员”完成首次使命

最近,美国宇航员正在完成这样的设想:“我们把卫星拿在手中,修理它,再把它送入轨道。”今年4月11日,美国“挑战者”号航天飞机成功地对卫星进行了修复工作,并使其重新进入轨道,在距地球308英里的太空中绕地球运行。一种与强大的太阳耀斑有关的阻力,不断地作用于“太阳峰年”卫星;因此,经过一段时间以后,卫星轨道会变得越来越靠近地球。倘若它距地球的距离减少到大约230英     

太阳观测高潮迭起世界首对孪生太阳观测卫星上天

太阳是地球的生命之源，但这个脾气有些暴躁的火球也经常对地球人的生活造成威胁。为了摸清它的脾气，了解太阳磁场中蕴藏的能量以及该能量对地球的影响，对最剧烈的太阳活动——耀斑进行研究，以期最终实现“太空天气”预报，2006年10月25日，美国用德尔它-2火箭成功发射了世界第一对孪生太阳观测卫星——“日地关系观测台”（STEREO）。