【摘 要】
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磁暴是一种重要的空间天气事件,会威胁卫星的安全在轨运行和地面的导航通信等,因此,关于磁暴的研究不仅具有学术价值,也有很强的现实应用需求。地磁系统对太阳风变化的响应主要是非线性和复杂的,研究磁暴的行星际起因、发展、与太阳风的关系是当前的研究热点之一。目前,在太阳风—磁层系统中,参数相关性研究多使用线性相关系数。基于信息论的转移熵可以提供强大的无模型有向统计量,可以用来分析相关系数和模型假设检测不到的
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
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磁暴是一种重要的空间天气事件,会威胁卫星的安全在轨运行和地面的导航通信等,因此,关于磁暴的研究不仅具有学术价值,也有很强的现实应用需求。地磁系统对太阳风变化的响应主要是非线性和复杂的,研究磁暴的行星际起因、发展、与太阳风的关系是当前的研究热点之一。目前,在太阳风—磁层系统中,参数相关性研究多使用线性相关系数。基于信息论的转移熵可以提供强大的无模型有向统计量,可以用来分析相关系数和模型假设检测不到的非线性关系。本文主要进行了以下几方面工作:1、系统地论述了相关系数的算法原理,以及基于相关系数的太阳风—磁层作用的研究方法和现状。2、阐述了转移熵的理论基础与计算原理,并同时使用KSG算法和最近邻算法来计算转移熵,对计算结果使用置换检验算法进行有效性统计检验。3、利用相关系数和转移熵分析了太阳活动高低年期间太阳黑子数、F10.7对太阳风—磁层作用的影响。4、面向特定事件提出基于转移熵的重要性系数及其计算方法,并通过计算磁暴期间的行星际电场（E）、行星际磁场南向分量(（5）、太阳风速度(VSW)、太阳风温度(TSW)、太阳风质子密度(DSW)、行星际磁场（B）、太阳风动压(PSW)对地磁SYMH指数的重要性系数,获得引发磁暴扰动的太阳风参数的重要性序列。在本研究中,我们利用转移熵研究太阳风参数与地磁指数之间的非线性关系,应用转移熵对磁暴期间的太阳风参数对地磁指数的相关性进行量化研究。通过模拟数据和太阳风—磁层实测数据验证了转移熵的有效性,进一步得到磁暴期间太阳风参数对地磁指数重要性序列,为模型研究等提供参数选择的判据。
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