利用聚類算法區(qū)分小尺度電離層行擾事件與赤道等離子體泡事件
發(fā)布時(shí)間:2021-08-01 10:37
利用Swarm衛(wèi)星2015年1月1日至2019年12月31日的50Hz高頻磁場數(shù)據(jù),根據(jù)閾值判斷垂直于主磁場方向的擾動(dòng),對(duì)磁緯45°N-45°S之間的小尺度電離層行擾事件進(jìn)行探測.為避免混淆而產(chǎn)生的干擾,可以根據(jù)閾值判斷平行于主磁場方向是否發(fā)生擾動(dòng),從而排除典型的赤道等離子體泡事件.但對(duì)于較弱的赤道等離子體泡事件,擾動(dòng)閾值判斷無效.為避免弱赤道等離子體泡事件的污染,根據(jù)小尺度電離層行擾事件和赤道等離子體泡事件在不同參數(shù)空間中的密度分布差異,利用基于密度的聚類算法將赤道等離子體泡事件進(jìn)一步甄別提取.結(jié)果表明,聚類算法能夠有效地將赤道等離子體泡事件從小尺度電離層行擾事件中甄選出來,并使小尺度電離層行擾事件聚類與赤道等離子體泡事件聚類形成清晰的邊界.由聚類算法導(dǎo)出的弱赤道等離子體泡事件主要分布在磁緯15°N-15°S,地理經(jīng)度20°-60°W,月份10至3月之間,并且在20:00MLT,-24:00MLT存在高發(fā)生率,同時(shí)依賴于太陽活動(dòng),這也驗(yàn)證了前人的相關(guān)研究結(jié)果.
【文章來源】:空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
圖1?2016年5月27日Swarm-Charlie衛(wèi)星探測到的SSTID事件.(a)使用1?Hz高通濾波器處理仏,仄磁場分量??得到的高頻磁場分量信號(hào)ay,?a2.?(b)等離子體密度和磁瑋曲線.(c)
1018??Chin.?J.?Space?Sci.空間科學(xué)學(xué)報(bào)?2〇2〇,?40(6)??染性事件排除.圖2(a)給出了?2015年3月25日??Swarm-Bravo探測到的EPB污染性事件,圖中用黑??框標(biāo)記.其中,EB2,?EB3,?EB6是探測到的三個(gè)典??型EPB事件.在EPB事件發(fā)生期間,%方向及??方向上的磁場分量也發(fā)生了較強(qiáng)擾動(dòng).由圖2(b)可??知,等離子體密度也發(fā)生了較為強(qiáng)烈的耗空,赤道雙??峰結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,電子密度下降到lx?105cm-3童級(jí),??表明出現(xiàn)了泡狀結(jié)構(gòu).圖2(a)中較典型的EPB污染??事件已經(jīng)完全被排除,但是對(duì)于在磁赤道附近的兩個(gè)??短事件E4和E5,由于 ̄方向上的磁場擾動(dòng)并不強(qiáng)??烈(低于0.15nT閾值),并且如圖2(c)和2(d)所示,??等離子體密度采樣率為2?Hz,遠(yuǎn)低于磁場數(shù)據(jù)50?Hz??的采樣頻率,即也無法通過事件發(fā)生期間等離子體??密度的擾動(dòng)來判定EPB事件,最終導(dǎo)致其不被判定??為EPB事件.但是從E4,?E5前后關(guān)聯(lián)的事件背景??分析,可以人工將E4,?E5判斷為EPB事件.因此,??在探測SSTID事件時(shí),僅根據(jù)主磁場平行方向上的??磁擾超過閾值來排除EPB事件的算法存在缺陷,無??法將磁赤道附近少量短、弱的非典型EPB事件完全??排除.??2.3?SSTID探測算法探測的短事件集分布??由于SSTID事件探測算法的缺陷,探測到??的2015年1月1日至2019年12月31日期間??的SSTID事件集合中存在沒有完全被排除的非典??型EPB污染事件.為了分析未被排除的短、弱EPB??污染事件和SSTID事件在不同二維參數(shù)空間中的分??布特征
0.50??0°:^??Sz??-0.50??Universal?Time?(UT)??17:02:39.7?17:02:40.3??Universal?Time?(UT)??2.7「(xlO5)—??17:00?17:04?17:08??Universal?Time?(UT)??17:12??17:02:39.7?17:02:40.3??Universal?Time?(UT)??圖2?2015年3月25日Swarm-Bravo衛(wèi)星探測到的赤道等離子體泡事件.⑷(b)與圖1(a)?(b)相同,黑框標(biāo)記的是??利用平行于主磁場方向上的磁擾動(dòng)探測的EPB事件,綠框標(biāo)記的是SSTID事件.E4和E5是EPB判定算法??未排除的EPB污染事件.(c)和(d)分別為(a)中E4事件的放大和對(duì)應(yīng)的等離子體密度曲線??Fig.?2?Equatorial?Plasma?Bubble?(EPB)?detected?by?the?Swarm-Bravo?satellite?on?25?March?2015.??(a)?(b)?are?the?same?to?Fig.?1?(a)?(b).?The?black?boxes?mark?the?EPB?events?detected?by?disturbance?in?cr2,??and?the?green?boxes?mark?the?SSTID?events.?E4?and?E5?are?EPB?events?but?not?eliminated?by?SSTID??algorithm,?(c)?and?(d)?are?the?amplification?of?E4?events?in?(a
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分類器的分類性能評(píng)價(jià)指標(biāo)[J]. 王成,劉亞峰,王新成,閆桂榮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2011(08)
本文編號(hào):3315375
【文章來源】:空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
圖1?2016年5月27日Swarm-Charlie衛(wèi)星探測到的SSTID事件.(a)使用1?Hz高通濾波器處理仏,仄磁場分量??得到的高頻磁場分量信號(hào)ay,?a2.?(b)等離子體密度和磁瑋曲線.(c)
1018??Chin.?J.?Space?Sci.空間科學(xué)學(xué)報(bào)?2〇2〇,?40(6)??染性事件排除.圖2(a)給出了?2015年3月25日??Swarm-Bravo探測到的EPB污染性事件,圖中用黑??框標(biāo)記.其中,EB2,?EB3,?EB6是探測到的三個(gè)典??型EPB事件.在EPB事件發(fā)生期間,%方向及??方向上的磁場分量也發(fā)生了較強(qiáng)擾動(dòng).由圖2(b)可??知,等離子體密度也發(fā)生了較為強(qiáng)烈的耗空,赤道雙??峰結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,電子密度下降到lx?105cm-3童級(jí),??表明出現(xiàn)了泡狀結(jié)構(gòu).圖2(a)中較典型的EPB污染??事件已經(jīng)完全被排除,但是對(duì)于在磁赤道附近的兩個(gè)??短事件E4和E5,由于 ̄方向上的磁場擾動(dòng)并不強(qiáng)??烈(低于0.15nT閾值),并且如圖2(c)和2(d)所示,??等離子體密度采樣率為2?Hz,遠(yuǎn)低于磁場數(shù)據(jù)50?Hz??的采樣頻率,即也無法通過事件發(fā)生期間等離子體??密度的擾動(dòng)來判定EPB事件,最終導(dǎo)致其不被判定??為EPB事件.但是從E4,?E5前后關(guān)聯(lián)的事件背景??分析,可以人工將E4,?E5判斷為EPB事件.因此,??在探測SSTID事件時(shí),僅根據(jù)主磁場平行方向上的??磁擾超過閾值來排除EPB事件的算法存在缺陷,無??法將磁赤道附近少量短、弱的非典型EPB事件完全??排除.??2.3?SSTID探測算法探測的短事件集分布??由于SSTID事件探測算法的缺陷,探測到??的2015年1月1日至2019年12月31日期間??的SSTID事件集合中存在沒有完全被排除的非典??型EPB污染事件.為了分析未被排除的短、弱EPB??污染事件和SSTID事件在不同二維參數(shù)空間中的分??布特征
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分類器的分類性能評(píng)價(jià)指標(biāo)[J]. 王成,劉亞峰,王新成,閆桂榮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2011(08)
本文編號(hào):3315375
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