【摘要】： 近地空間高能粒子環(huán)境嚴(yán)重的影響著人類航天活動(dòng)。尤其是太陽質(zhì)子事件,給地球近地軌道運(yùn)行的航天器帶來危險(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)確的描述空間高能粒子的分布情況,對太陽質(zhì)子事件進(jìn)行有效的預(yù)報(bào)尤其是短期預(yù)報(bào),對于執(zhí)行太空任務(wù)以及協(xié)調(diào)敏感探測儀器的使用是十分重要的。 本文首先討論了目前國內(nèi)外對宇宙線的認(rèn)識和研究進(jìn)展情況,就太陽平靜時(shí)地面宇宙線通量與空間高能粒子通量的相關(guān)性進(jìn)行了研究。通過對質(zhì)子能譜參數(shù)與地面中子強(qiáng)度進(jìn)行大量統(tǒng)計(jì)分析,提出了由地面中子強(qiáng)度反演空間高能粒子分布的方法。文中以GOES衛(wèi)星上350 - 420 MeV、420 - 510 MeV、510 - 700 MeV、 700 MeV(P8-P11)四能道的高能質(zhì)子和ACE衛(wèi)星上的C元素為例來進(jìn)行介紹,并將反演的數(shù)據(jù)與測量結(jié)果比較,二者符合較好。為了探索這種反演方法在空間輻射環(huán)境描述中的應(yīng)用,同時(shí)利用2006年11月和12月份質(zhì)子通量的反演結(jié)果對反演方法進(jìn)行了驗(yàn)證,證明利用這一反演方法可以從地面中子強(qiáng)度的數(shù)據(jù)很好地反演出空間質(zhì)子和重離子的微分通量。 針對太陽爆發(fā)引起的太陽質(zhì)子事件,本文綜述了目前國內(nèi)外對質(zhì)子事件的認(rèn)識,就太陽質(zhì)子事件的發(fā)生機(jī)制、傳播過程和造成的惡劣空間輻射環(huán)境以及對航天器的危害進(jìn)行了討論,對太陽質(zhì)子事件預(yù)報(bào)的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析。最后本文采用GOSE-10衛(wèi)星上4~9MeV(P2)、9~15MeV(P3)、15~40MeV(P4)、40~80MeV(P5)能段上的質(zhì)子通量的數(shù)據(jù),結(jié)合質(zhì)子能譜,對太陽質(zhì)子事件發(fā)生前各能譜參數(shù)的變化特征進(jìn)行分析,詳細(xì)介紹利用能譜參數(shù)的變化特征及10MeV的質(zhì)子通量數(shù)據(jù)對太陽質(zhì)子事件進(jìn)行預(yù)報(bào)的新方法,并運(yùn)用這種方法對2002-2006年期間太陽質(zhì)子事件進(jìn)行了預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)結(jié)果顯示,預(yù)報(bào)提前量最多達(dá)到100 h以上,對質(zhì)子事件的報(bào)準(zhǔn)率達(dá)97.5%,預(yù)報(bào)方法具備一定的有效性和實(shí)用性。
【圖文】：

宇宙線由三種成份混合而成：構(gòu)成簇射中心的強(qiáng)子聯(lián)的電子、光子成份；來自于 π 介子衰變的 μ 子成份。傳播和發(fā)生核反應(yīng)的過程如圖 2-1 所示。際應(yīng)用和歷史上的原因，，宇宙線被分為兩種成分，硬成分和按照其是否能夠穿透 10 厘米的鉛來確定的，軟成分不能穿電子組成；而能穿透的硬成分主要由 μ 子和強(qiáng)子組成。

隨著太陽活動(dòng)進(jìn)入高年，宇宙線強(qiáng)度逐漸減弱。即太陽活動(dòng)的周期與銀河宇宙線強(qiáng)度的周期幾乎是反相的。圖 2-2 給出的就是地面宇宙線強(qiáng)度在不同太陽活動(dòng)水平（由太陽黑子數(shù)表征）的特征。圖 2-3 為宇宙線碳、氫、氧、氦等主要核成分微分能譜。從圖 2-3 中可以看到氫、氦在低能部分分裂成 3 條曲線，在太陽活動(dòng)極大年，宇宙線強(qiáng)度為極��；而在太陽活動(dòng)極小年、宇宙線強(qiáng)度為極大。宇宙線能量越低，這種調(diào)制效應(yīng)越明顯。因此，在圖 2-3 中的低能段，即使沒有太陽質(zhì)子事件發(fā)生，其能譜也會發(fā)生較大幅度的變化。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：P182.9

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 何玉林;王華寧;;太陽質(zhì)子事件研究進(jìn)展[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2006年24期

2 張勤;太陽質(zhì)子事件預(yù)報(bào)研究進(jìn)展[J];天文學(xué)進(jìn)展;2000年02期

3 薛丙森,葉宗海;近地軌道宇宙線的強(qiáng)度分布[J];宇航學(xué)報(bào);1998年02期

本文編號：2697581