總電子含量（TEC）變化指數(shù)（ROTI）可以作為電離層閃爍的有效指標(biāo),特別是在低緯度和高緯度地區(qū)。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)ROTI對(duì)減少電離層閃爍對(duì)地球觀測(cè)系統(tǒng)（如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的影響至關(guān)重要;然而,由于電離層的復(fù)雜性,現(xiàn)有的方法很難對(duì)ROTI進(jìn)行高精度的預(yù)測(cè)。所以需要對(duì)電離層閃爍進(jìn)行進(jìn)一步的研究,以期實(shí)現(xiàn)電離層閃爍的高精度預(yù)測(cè)。本文在分析了北半球高緯度地區(qū)電離層閃爍的時(shí)空特性之后,研究了深度學(xué)習(xí)方法預(yù)測(cè)北半球高緯度加拿大地區(qū)ROTI的可能性,包括:單站預(yù)測(cè)和區(qū)域多站預(yù)測(cè)兩種模式。通過(guò)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法對(duì)有著周期性變化的電離層閃爍進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,深度學(xué)習(xí)方法長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)（Long Short-Term Memory Network,LSTM）對(duì)北半球高緯度單站的ROTI指數(shù)進(jìn)行半小時(shí)內(nèi)的短期預(yù)報(bào),準(zhǔn)確率均為90%以上,總技能得分（Total Skill Score,TSS）指數(shù)在0.17以上。其中,預(yù)測(cè)未來(lái)5分鐘的閃爍準(zhǔn)確率達(dá)94%以上,TSS指數(shù)在0.5以上。LSTM模型在太陽(yáng)活動(dòng)高發(fā)、地磁暴期間同樣具有較好的預(yù)測(cè)能力。深度學(xué)習(xí)方法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural N... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

緩慢太陽(yáng)風(fēng)周?chē)呐量寺菪?br>

碩士學(xué)位論文10事件改變了局部磁常顧名思義，磁力線相互連接，導(dǎo)致一條磁力線上的等離子體粒子現(xiàn)在可以訪問(wèn)以前無(wú)法訪問(wèn)的磁力線。圖2-2磁場(chǎng)重聯(lián)事件的圖示。箭頭表示磁力線的方向，不同的顏色表示不同的磁區(qū)[69]Figure2-2Illustrationofamagneticreconnectionevent.Arrowsshowthedirectionofthemagneticfieldlines.Differentcolorsdepictdifferentmagneticregions[69]磁重聯(lián)是一個(gè)關(guān)鍵的過(guò)程，因?yàn)樗箮щ娏Ｗ佑锌赡艽┰降剿鼈円郧盁o(wú)法到達(dá)的區(qū)域，例如在這種情況下，它們從行星際空間進(jìn)入地球的磁層，最終到達(dá)電離層。雖然這很重要，但人們對(duì)磁重聯(lián)的認(rèn)識(shí)還不完全[71]。太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)風(fēng)由IMF組成并被凍結(jié)在沿磁力線運(yùn)動(dòng)的等離子體中。在適當(dāng)?shù)臈l件下，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球時(shí)，IMF和地磁場(chǎng)重新連接起來(lái)，等離子體粒子位于連接太陽(yáng)和地球的磁力線上。下一步是研究磁層內(nèi)等離子體和磁力線的運(yùn)動(dòng)。2.1.5Dungey循環(huán)Dungey循環(huán)是一個(gè)模型，描述了在太陽(yáng)風(fēng)和與之相連的行星際磁場(chǎng)的影響下，地球周?chē)拇帕�是如何變化和移動(dòng)的。首次由J.W.Dungey于1962年提出，它已被證明是近地空間磁地形的近似模型[72]。圖2-3顯示了Dungey循環(huán)的簡(jiǎn)單示例。太陽(yáng)在地球的黃昏側(cè)視圖的左邊。這些數(shù)字對(duì)應(yīng)于磁力線運(yùn)動(dòng)中的時(shí)間步，這意味著第二行將是第一行在某個(gè)時(shí)間之后的位置。帶撇的數(shù)字是南半球?qū)?yīng)的場(chǎng)線。底部的小圓圈是從地球的黃昏側(cè)俯瞰北極地區(qū)的景色。它顯示了與地球相連的磁力線的基點(diǎn)，以及帶有箭頭指示方向的模擬等離子體流。圖中這部分的小圓圈中的數(shù)字對(duì)應(yīng)于沿場(chǎng)線的數(shù)字。當(dāng)超音速太陽(yáng)風(fēng)接近地球時(shí)，它在弓形激波處減速。在超音速氣流中的任何障礙物前面都可以發(fā)現(xiàn)弓形激波，它定義了由于偏離其原始路徑而使氣流從超音速減

Dungey循環(huán)的圖示，出自KivelsonandRussell（1996）[69]

【參考文獻(xiàn)】：
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