本文關(guān)鍵詞：太陽暗條的自動檢測及其特征分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京大學(xué)》 2015年

太陽暗條的自動檢測及其特征分析

郝奇  

【摘要】：太陽暗條(當(dāng)出現(xiàn)在太陽邊緣時稱為日珥),是一種存在于日冕中充斥著低溫高密度等離子體的結(jié)構(gòu)。通常情況下,暗條的溫度比周圍的日冕低100倍,但密度卻要高出100倍。在Hα觀測中,暗條像一條拉伸彎曲的暗黑色帶狀物,其間伸出若干分叉、倒鉤。暗條通常沿著磁場極性反轉(zhuǎn)線出現(xiàn),高度從色球一直延伸到日冕,這些特點(diǎn)使得我們可以通過研究大量暗條的演化來跟蹤和分析太陽磁場。不僅如此,有時大尺度的不穩(wěn)定性會破壞暗條的準(zhǔn)靜態(tài)平衡,導(dǎo)致暗條的爆發(fā)。因而暗條的爆發(fā)與耀斑和日冕物質(zhì)拋射的產(chǎn)生有著千絲萬縷的關(guān)系。因此,對暗條進(jìn)行個例研究以及統(tǒng)計分析都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步和存儲設(shè)備的革新,地基和空間衛(wèi)星望遠(yuǎn)鏡不斷發(fā)展,觀測數(shù)據(jù)的時間和空間分辨率不斷提高使得我們需要處理海量數(shù)據(jù)。如何高效及時地處理這些數(shù)據(jù)并從中提取有效信息成為一大難題,自動檢測和分析數(shù)據(jù)方法的開發(fā)顯得尤為緊迫和重要。為此,我們開發(fā)了一種高效的Ha全日面暗條自動檢測識別和跟蹤算法。程序不僅能夠檢測暗條并對其特征進(jìn)行識別(如位置、面積、主軸、傾角、分叉等),還能跟蹤暗條每天的演化。算法主要分為三部分,第一部分是對圖像的預(yù)處理,矯正原始圖像；第二部分是結(jié)合Canny邊緣檢測算法和聯(lián)通域標(biāo)記算法來檢測暗條；第三部分是通過形態(tài)學(xué)算法對暗條特征的識別和提取。為了測試該算法,我們將其應(yīng)用于來自不同天文臺、不同望遠(yuǎn)鏡觀測到的數(shù)據(jù),測試結(jié)果表明算法有較高的效率和較強(qiáng)的魯棒性。我們應(yīng)用開發(fā)的暗條自動檢測和識別程序處理了大熊湖天文臺(BBSO)觀測到的從1988年到2013年橫跨三個太陽周的全日面Hα數(shù)據(jù)。我們希望從得到的結(jié)果分析暗條特征的統(tǒng)計特性。我們得到了暗條的蝴蝶圖,以及顯示暗條面積、主軸長度的蝴蝶圖。我們也研究了暗條的數(shù)目、面積、主軸長度、傾角和分叉數(shù)目隨時間、緯度的分布。暗條在不同緯度帶的漂移速度,不同面積大小、主軸長度的暗條的漂移速度也分別進(jìn)行了計算和分析。最后我們研究了暗條數(shù)目、以及在不同面積、主軸長度、傾角分類下的南北半球不對稱性。結(jié)果表明,暗條數(shù)目隨緯度的分布是雙峰結(jié)構(gòu)。三個太陽周內(nèi)超過80%的暗條面積小于1.0×109 km2。第22太陽周期間90%的暗條主軸長度小于1.0×105 km,而在第23和24太陽周期間為80%。約80%的暗條傾角大小在區(qū)間[0°,60°]。約85%的暗條分叉數(shù)目少于5個。在低緯度帶(低于50°),東北走向的暗條在北半球占主導(dǎo),東南走向的暗條在南半球占主導(dǎo)；在高緯度帶(50°～90°),西北走向的暗條在北半球占主導(dǎo),西南走向的暗條在南半球占主導(dǎo)。第22和23太陽周的暗條在緯度方向的漂移有三個趨勢：從太陽周開始到太陽活動極大,暗條主要向赤道方向漂移,漂移速度較大；太陽活動極大之后,漂移速度變得相對較��；而到太陽活動極小期附近,暗條的月平均分布變得離散,暗條向極區(qū)和赤道方向都有漂移。大部分低于50°的暗條向赤道方向漂移,高于50°的暗條向極區(qū)漂移；在50°附近的暗條,部分向赤道方向漂移,部分向極區(qū)漂移；位于高緯度75°附近也存在向赤道方向漂移的暗條。暗條數(shù)目,不同面積大小、主軸長度大小的暗條數(shù)目,以及累計的暗條面積、主軸長度的南北不對稱性指數(shù)表明第22太陽周以南半球占主導(dǎo),而第23太陽周則為北半球占主導(dǎo)。在低緯度帶0°～50°的暗條傾角不對稱性指數(shù)變化曲線類似正弦函數(shù),這一結(jié)果不依賴于太陽周的變化。我們試圖采用我們的自動檢測算法來檢測暗條主軸和分叉的手征性。為此我們將其應(yīng)用于BBSO存檔中的Ha觀測數(shù)據(jù)以及太陽動力學(xué)天文臺(SDO)上搭載的磁像儀(HMI)觀測到的矢量磁場數(shù)據(jù)。我們給出了處理的四個寧靜區(qū)暗條例子。我們發(fā)現(xiàn)暗條有時可能在它的不同位置存在不同手征性的分叉結(jié)構(gòu)。位于南半球(北半球)的暗條其分叉主要為左手性(右手性)的,具有正(負(fù))的磁螺度。通過矢量磁場,我們可以判定暗條的磁螺度。但是,如果我們采用僅以觀測為經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)線磁拱模型,有時則會得到相反的磁螺度符號。測試的結(jié)果證明我們自動檢測暗條分叉手征性的算法是高效和準(zhǔn)確的。具有唯一主軸手征性的暗條具有不同分叉手征性,說明寧靜區(qū)暗條具有非常復(fù)雜的磁場結(jié)構(gòu),可能部分結(jié)構(gòu)是磁繩構(gòu)成,部分由具有磁凹陷的磁拱構(gòu)成。我們不能僅僅通過分叉的手征性判定暗條主軸的手征性(磁螺度)。對暗條主軸的手征性判定必須結(jié)合其形態(tài)結(jié)構(gòu)與磁場結(jié)構(gòu)。在沒有矢量磁圖的情況下,根據(jù)暗條足點(diǎn)判定暗條主軸的手征性不一定準(zhǔn)確,有時會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P182.2
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;Phase shifts of the paired wings of butterfly diagrams[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2010年11期

2 Cheng Fang;Peng-Fei Chen;Zhen Li;Ming-De Ding;Yu Dai;Xiao-Yu Zhang;Wei-Jun Mao;Jun-Ping Zhang;Ting Li;Yong-Jun Liang;Hai-Tian Lu;;A new multi-wavelength solar telescope: Optical and Near-infrared Solar Eruption Tracer (ONSET)[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2013年12期

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚海龍;蔡懿慈;洪先龍;周強(qiáng);;考慮擁擠度和性能的全芯片可控布線系統(tǒng)框架(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2006年07期

2 盧新明;鄭時德;;求解路網(wǎng)上車流徑路的啟發(fā)式算法[J];北方交通大學(xué)學(xué)報;1993年03期

3 王海梅;周獻(xiàn)中;;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的最短路徑分析及其應(yīng)用研究[J];兵工學(xué)報;2006年03期

4 李玉鑑;徐立業(yè);;不加權(quán)算術(shù)平均組對方法的改進(jìn)及應(yīng)用[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年12期

5 李玉鑑;高凱;;一種改進(jìn)的NJ方法及其應(yīng)用[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年02期

6 陳艷艷;王東柱;;高可靠性應(yīng)急備選路徑啟發(fā)式搜索算法[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年09期

7 彭飛,柳重堪,張其善;車輛定位與導(dǎo)航系統(tǒng)中的快速路徑規(guī)劃算法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2002年01期

8 韓繼嶺;非耀班期日冕瞬變的湍動加速[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年04期

9 趙愛華;丁志峰;;復(fù)雜速度模型的地震交切定位方法(英文)[J];Applied Geophysics;2007年04期

10 李秉智;李智;;一種新的基于Dijkstra算法的QoS組播樹啟發(fā)式算法[J];重慶郵電學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;A Floyd-like Algorithm for Optimization of Mix-Valued Logical Control Networks[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會B卷[C];2011年

2 ;An Efficient Route Computation Approach for Large Graphs[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會C卷[C];2011年

3 黃躍峰;鐘耳順;;權(quán)值為非負(fù)整數(shù)的稀疏圖的高效APSP算法(英文)[A];中國測繪學(xué)會第九次全國會員代表大會暨學(xué)會成立50周年紀(jì)念大會論文集[C];2009年

4 ;Crustal P-wave velocity distributions and metallotectonics around the North China Craton[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第四卷)[C];2008年

5 ;Fuzzy Quadratic Minimum Spanning Tree Problem[A];第二屆不確定系統(tǒng)年會論文集[C];2004年

6 夏少剛;張建華;;運(yùn)輸問題的一種多項(xiàng)式算法[A];中國運(yùn)籌學(xué)會第八屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

7 李耀春;徐羽瓊;李石堅;潘綱;;面向任務(wù)遷移的組件語義匹配機(jī)制[A];第六屆和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會議（HHME2010)、第19屆全國多媒體學(xué)術(shù)會議（NCMT2010）、第6屆全國人機(jī)交互學(xué)術(shù)會議（CHCI2010）、第5屆全國普適計算學(xué)術(shù)會議（PCC2010）論文集[C];2010年

8 李杰;張文棟;楊衛(wèi);;雙向Dijkstra算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

9 易正俊;黃華;張業(yè)亭;;模糊最短路徑問題及標(biāo)號法的實(shí)現(xiàn)[A];第五屆中國不確定系統(tǒng)年會論文集[C];2007年

10 汪毓明;曹浩;陳俊宏;鄭惠南;申成龍;;太陽邊緣日珥識別與追蹤:可為空間天氣預(yù)報服務(wù)的自動模式系統(tǒng)(英文)[A];中國地球物理·2009[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 竇亞玲;基于直覺模糊集的多約束網(wǎng)絡(luò)路由決策方法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 唐玉蘭;偽布爾可滿足性算法及其在FPGA布線中的研究應(yīng)用[D];江南大學(xué);2010年

3 馮辰;基于壓縮感知的RSS室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2011年

4 王姝;名空間路由研究和源管理路由算法的分析與建模[D];北京交通大學(xué);2011年

5 王鐵軍;非結(jié)構(gòu)化對等網(wǎng)絡(luò)資源定位技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

6 桑永勝;空間數(shù)據(jù)分析的神經(jīng)計算方法[D];電子科技大學(xué);2010年

7 劉箐;水平集方法在預(yù)混合湍流V型火焰模擬和形狀復(fù)原問題上的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

8 張霞;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議若干關(guān)鍵問題研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

9 費(fèi)威;最小調(diào)整法的改進(jìn)及其在經(jīng)濟(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用[D];東北財經(jīng)大學(xué);2010年

10 薄一航;模擬人類視覺感知的行人圖像顯著結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 紀(jì)江濤;基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能交通系統(tǒng)模型應(yīng)用研究[D];山東科技大學(xué);2010年

2 馮雪松;黑龍江省交通GIS綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 劉金盼;新聞?wù)Z料庫中基于概念網(wǎng)絡(luò)的詞語相關(guān)度計算[D];華東師范大學(xué);2011年

4 陳武斌;地面自主移動機(jī)器人路徑規(guī)劃與測試架構(gòu)研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 黃健美;多下一跳路由算法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

6 陳文平;多下一跳快速自愈路由技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

7 王兆霞;城市公交路徑無線查詢系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東華大學(xué);2011年

8 曾雷;軌交優(yōu)先公交最佳路徑建模及其應(yīng)用研究[D];東華大學(xué);2011年

9 肖乾才;單播路由協(xié)議快速收斂算法的研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2011年

10 張歡;灰度圖像彩色化的算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;Hαcounterparts of X-ray bright points in the solar atmosphere[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年05期

2 Ashish Goel;Arnab Rai Choudhuri;;The hemispheric asymmetry of solar activity during the last century and the solar dynamo[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2009年01期

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王家龍,龔建村,佟繼周,孫靜蘭,朱翠蓮;第23太陽周的極大是否已經(jīng)出現(xiàn)?[J];科學(xué)通報;2001年11期

2 王家龍;苗娟;劉四清;龔建村;朱翠蓮;;第24太陽周太陽黑子數(shù)平滑月均值預(yù)報[J];中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué));2008年08期

3 王家龍;;第24太陽周將是一個低太陽周?[J];科學(xué)通報;2009年23期

4 張衡 ,葉惠蓮;關(guān)于第廿和第廿一太陽周的劃分[J];云南天文臺臺刊;1978年01期

5 胡福民,蔣明漢;太陽周的模糊分類和對22周的預(yù)報[J];空間科學(xué)學(xué)報;1985年04期

6 章公亮,徐元芳;日球參數(shù)的太陽周變化[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;1986年01期

7 張勤;第22太陽周首次大質(zhì)子事件的預(yù)測[J];云南天文臺臺刊;1987年02期

8 高美慶,孔楠,項(xiàng)靜恬,張桂清;第22太陽周地磁活動峰值及時間的預(yù)報(英文)[J];云南天文臺臺刊;1989年S1期

9 高美慶,項(xiàng)靜恬,孔楠,張桂清;第22太陽周地磁活動峰值和時間的預(yù)計[J];空間科學(xué)學(xué)報;1990年04期

10 朱祖彥;;第21太陽周較大黑子群、耀斑的時空分布[J];科研工作報導(dǎo);1981年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 高美慶;Richard Donnelly;;太陽紫外和遠(yuǎn)紫外流量太陽周變化的研究[A];中國科學(xué)院地球物理研究所論文摘要集（1987）[C];1989年

2 王家龍;;相似周方法對第23周黑子數(shù)預(yù)測的檢驗(yàn)[A];第十屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2003年

3 張勤;;23太陽周的太陽輻射暴[A];第十屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2003年

4 章公亮;徐元芳;;日球參數(shù)的太陽周變化[A];中國科學(xué)院地球物理研究所論文摘要集（1986）[C];1989年

5 王家龍;;黑子活動水平在近極小期的演化及其預(yù)報應(yīng)用[A];第十一屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)討論會論文摘要集[C];2005年

6 章公亮;徐元芳;;背景及擾動太陽風(fēng)的太陽周變化(Ⅰ)——基本參數(shù)及密度參數(shù)[A];中國科學(xué)院地球物理研究所論文摘要集（1986）[C];1989年

7 章公亮;徐元芳;;背景及擾動太陽風(fēng)的太陽周變化——聲速及無量綱參數(shù)[A];中國科學(xué)院地球物理研究所論文摘要集（1988）[C];1989年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郝奇;太陽暗條的自動檢測及其特征分析[D];南京大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 虞衛(wèi)勇;地球附近1996-2012年行星際日冕物質(zhì)拋射的統(tǒng)計研究[D];南昌大學(xué);2014年

相關(guān)機(jī)構(gòu)

>南京大學(xué)

>南昌大學(xué)

相關(guān)作者

>郝奇 >虞衛(wèi)勇

《中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司
同方知網(wǎng)數(shù)字出版技術(shù)股份有限公司
地址：北京清華大學(xué) 84-48信箱 大眾知識服務(wù)
京ICP證040441號
互聯(lián)網(wǎng)出版許可證 新出網(wǎng)證（京）字008號
出版物經(jīng)營許可證 新出發(fā)京批字第直0595號

訂購熱線：400-819-9993 010-62982499
服務(wù)熱線：010-62985026 010-62791813
在線咨詢：
傳真：010-62780361
京公網(wǎng)安備11010802020475號

  本文關(guān)鍵詞：太陽暗條的自動檢測及其特征分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：171862