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《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》 2007年
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基于神经网络的AE、AL指数预报方法研究

李志涛  
【摘要】: 磁层亚暴活动反映了磁层和太阳风相互耦合作用的过程,对亚暴活动的研究是日地物理研究中的重要课题。磁层亚暴的预报是人类空间环境预报的一个重要组成部分。通常用地磁活动指数AE,AL等监测亚暴时极区的磁扰动过程。因而,AE、AL等亚暴指数也是空间环境预报的重要指标量。用诸如非线性滤波器、神经网络等数学模型,对亚暴指数做出定量的预测,是亚暴预报的一个非常重要的前提工作。 本文讨论了太阳风能量向磁层的输运并最终触发磁层亚暴的过程。行星际磁场的南向旋转往往会引发持续的磁层亚暴活动,并引起亚暴指数的急剧变化。太阳风和行星际磁场的特征参数的变化对磁层亚暴指数的变化产生了重大的影响,这是能够预测亚暴指数的一个重要物理理论依据。历史上,根据行星际磁场和太阳风的观测资料对磁层活动进行预测,是人们比较感兴趣的问题。 人工神经网络作为人工计算智能和机器学习研究的最活跃的分支之一,具有强大的计算功能。其中,BP(back propagation)神经网络是目前应用最广泛的神经网络模型,在数据预测方面具有很大的应用价值。 本文选择构造一种全联接的BP神经网络作为预报工具,从我国空间环境预报的要求出发,选取了更新和更可靠的数据源。利用行星际磁场的By分量、Bz分量、太阳风速度V和太阳风质子浓度n作为网络的预报参量,预测AE指数和AL指数。 预报结果表明,本文所构造的全联接神经网络预测结果较好,网络模型基本上都可以预报出亚暴指数的走向趋势,在定量地预报指数值方面具有较高的准确性。分析选取的太阳风和行星际磁场的四个预报参量(By,Bz,v,n)与亚暴指数变化的相关性非常明显,网络预报结果显示可达86%以上。同时指出,持续一定时间的太阳风和行星际磁场的状况对以后某一个时间点的亚暴指数产生影响,引入了参量时序输入的训练过程,考察了20min,40min和60min的输入时序。随着时序延长,网络模型的预报性能逐步提高,分析认为影响亚暴指数的太阳风的持续时间在1个小时左右。网络预报提前时间是50—80min,具有实际的预报应用价值。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P353

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【参考文献】
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1 刘绍亮,李立文;南向行星际磁场事件与磁暴关系的研究[J];地球物理学报;2002年03期
2 周荣茂,高玉芬;AE指数非线性预报的探讨[J];地震地磁观测与研究;1997年02期
3 徐文耀,陈耿雄;极区电离层电流与极光电集流指数关系的定量分析[J];中国科学(D辑:地球科学);2004年04期
4 沈长寿,资民筠;关于IMF北向分量特强时的太阳风-磁层-电离层耦合[J];空间科学学报;1994年01期
5 沈超,刘振兴;磁暴和亚暴的理论预报模式[J];中国基础科学;2000年05期
【共引文献】
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1 汤磊,陈正汉;用BP网络预估强夯有效加固深度[J];四川建筑科学研究;1998年04期
2 梁学斌;;离散Hopfield神经网络的统一描述[J];安徽大学学报(自然科学版);1993年02期
3 张艳;张海军;;基于DSP的多通道超声波连续测厚系统的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
4 方惠敏;张守涛;丁文珂;;基于BP神经网络的玉米区试产量预测研究[J];安徽农业科学;2007年34期
5 符保龙;;RBF网络在农业病虫害预测中的应用研究[J];安徽农业科学;2008年01期
6 李磊;孙卉;翟秋敏;郭志永;;RBF神经网络在平顶山市地表水评价中的应用[J];安徽农业科学;2008年26期
7 张帅;李琳一;袁涛;王梅玉;;信息技术在害虫时空动态模拟中的应用[J];安徽农业科学;2009年07期
8 时君伟;胡敏英;武志富;任振辉;;基于神经网络的视觉图像处理研究[J];安徽农业科学;2009年19期
9 梁彦庆;黄志英;冯忠江;李灿;;基于人工神经网络的土地整理项目综合效益评价研究[J];安徽农业科学;2011年08期
10 高旭;周桂红;;基于GA-BP算法的玉米品种识别系统研究[J];安徽农业科学;2011年35期
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1 严传魁;王如彬;;基于汉密尔顿原理的神经元模型[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 罗浩;陈耿雄;杜爱民;孙炜;徐文耀;张莹;赵旭东;王源;;耀斑引发的激波初始速度对激波到达时间预测的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 王新宇;孙冠;韩冬;张婷;;基于一种改进神经网络的数据手套手势识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 何平;潘国峰;李琳;夏克文;赵红东;;基于LS-SVR的压力传感器温度补偿[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 ;Synthesis of Boolean Networks Via Semi-tensor Product[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 钱正祥;张成华;张斌;;神经网络逆控制的无人机飞控系统自修复研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
8 王海荣;;石油化工企业的静电火灾隐患评估[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
9 ;Joint inversion of seismic data for acoustic impedance[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第一卷(地球深部)[C];2004年
10 刘晓灿;陈耿雄;徐文耀;杜爱民;吴迎燕;陈博;王源;赵旭东;;极光沉降粒子能量与AE、D_(st)指数的相关分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
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1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
5 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
7 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
8 柴园园;普适的模糊推理系统理论及应用[D];北京交通大学;2011年
9 许伟;基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用[D];华东理工大学;2011年
10 李曼荔;求解组合优化问题的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
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1 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
2 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
4 王永;消防单兵综合信息采集系统研究[D];山东科技大学;2010年
5 徐小任;基于BP神经网络的城镇网络地价评估模型研究[D];广西师范学院;2010年
6 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
7 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
8 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
10 张华杰;模糊神经网络在肺癌诊断中的应用[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
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1 资民筠,高玉芬,沈长寿;用我国地磁资料对磁层大尺度扰动之赤道电急流效应的初步分析[J];地球物理学报;1988年03期
2 刘振兴,祝中伟,濮祖荫;磁层顶高纬边界层的瞬时重联过程[J];地球物理学报;1995年02期
3 刘振兴,濮祖荫,沈超;磁层亚暴面临的难题及研究方向[J];中国科学院院刊;1998年02期
【相似文献】
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1 薛炳森;龚建村;;利用行星际监测数据进行地磁暴预报[J];空间科学学报;2006年03期
2 张永存;刘振兴;沈超;E.Lucek;H.Réme;;行星际磁场与磁尾磁通量绳形成的关系[J];空间科学学报;2008年02期
3 张洪,刘振兴;行星际磁场北向时磁层顶区磁场重联的全球模式[J];空间科学学报;1996年04期
4 李琪;高玉芬;;2003年10~11月的大磁暴[J];地震地磁观测与研究;2006年02期
5 李志涛;薛炳森;;利用BP神经网络预测AE指数[J];空间科学学报;2007年05期
6 王水,朱烈;关于行星际磁场螺旋扇形过渡区稳定性的分析[J];空间科学学报;1984年04期
7 朱烈,王水,赵学溥;MD型行星际磁场螺旋扇形过渡区中的不稳定性[J];空间科学学报;1985年03期
8 李中元,程宗颐,莫国彪;日冕膨胀和太阳角动量向行星际空间的转移[J];空间科学学报;1992年02期
9 刘瑞源,朱源泉;南极中山站电离层漂移特性及其对行星际磁场的响应[J];地球物理学报;1999年01期
10 孙树计;陈春;丁宗华;班盼盼;奚迪龙;;中低纬电离层对行星际磁场南向翻转的响应[J];空间科学学报;2009年03期
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1 马莉;赵树贤;;地震发生与行星际磁场之关联[A];中国地震学会空间对地观测专业委员会2011年学术研讨会论文摘要集[C];2011年
2 程征伟;史建魁;刘振兴;;行星际磁场南向和北向条件下磁尾等离子体片边界层场向电流特性的比较[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
3 陈春;孙树计;班盼盼;;强行星际磁场南向翻转对电离层的影响[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
4 杨亚芬;吕建永;王劲松;;行星际条件对极光的影响[A];第十四届全国日地空间物理学术研讨会论文集[C];2011年
5 罗浩;陈耿雄;杜爱民;徐文耀;;行星际磁场北向期间太阳风—磁层能量耦合[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
6 徐文耀;师恩琦;;行星际磁场扇形结构对中低纬度地磁场的影响[A];中国科学院地球物理研究所论文摘要集(1987)[C];1989年
7 石勇;魏奉思;冯学尚;;97年1月事件行星际磁场南向分量的数值研究[A];第九届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2000年
8 杜丹;左平兵;张效信;;Ulysses飞船观测到的行星际日冕物质抛射事件(英文)[A];第七届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集[C];2010年
9 索玉成;;行星际磁场南向分量与F层骚扰[A];第十届全国日地空间物理学术讨论会论文摘要集[C];2003年
10 程征伟;史建魁;刘振兴;;磁暴期间IMF对PSBL场向电流分布的控制作用[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 ;我国极地科研取得多项突破[N];人民政协报;2001年
2 本报记者  华凌;“我们要对太阳——地球空间进行24小时监测!”[N];科技日报;2006年
3 游雪晴;太阳风暴能预报吗?[N];科技日报;2003年
4 本报记者 佘惠敏 实习生 梁冬莹;摸摸太阳的脾气 算算太空的天气[N];经济日报;2011年
5 本报记者 张静;航天器的空间生活[N];中国气象报;2011年
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1 何宏青;太阳高能粒子在三维行星际磁场中传播的研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
2 张永存;磁尾等离子体团的观测研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2008年
3 邢赞扬;日侧极向运动极光结构的观测特征及其产生机制研究[D];西安电子科技大学;2013年
4 张青梅;不同行星际条件下的地磁脉动和电离层—等离子体层响应研究[D];南京信息工程大学;2013年
5 徐晓军;行星际磁场重联观测研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
6 李晖;行星际扰动对地球空间环境的影响研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
7 李正;电离层暴及“行星际扰动—磁暴—电离层暴”的观测研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
8 庞烨;太阳风、磁层和电离层耦合的卫星观测和数值模拟研究[D];武汉大学;2009年
9 刘若思;暴时热层大气密度变化与太阳风—磁层耦合参数的关系及建模[D];武汉大学;2011年
10 潘宗浩;日冕物质抛射的冰激凌—锥模型在空间天气现象中的应用[D];中国科学技术大学;2012年
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1 巩贺;利用全球磁层MHD模型研究行星际磁场对地球磁层的影响[D];南京信息工程大学;2012年
2 李志涛;基于神经网络的AE、AL指数预报方法研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2007年
3 彭建东;极区上行离子对地磁活动和季节变化响应的统计分析[D];南京信息工程大学;2013年
4 丁凯;极端行星际条件下的磁层顶位形研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
5 朱琳玲;磁层顶的子午面位形及能量传输研究[D];南京信息工程大学;2013年
6 张咏;中等磁暴的统计研究[D];南京信息工程大学;2013年
7 胡世林;剪切流对垂直场四极结构的影响[D];大连理工大学;2010年
8 刘子谦;磁层顶三维数值模型[D];郑州大学;2010年
9 张杨;太阳风的地磁效应与对地球同步轨道高能电子强度影响的研究[D];中国气象科学研究院;2010年
10 刘童笛;火星空间电流体系分布特征[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2011年
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