论文部分内容阅读
太阳高能粒子沉降对地球的危害极大，采取有效办法对其进行提前预报具有重大意义。本文针对目前国内外预测太阳高能粒子沉降的方法的缺陷，提出了一种受天气变化影响较小、成本较低的甚低频法预报太阳高能粒子沉降事件。 太阳耀斑爆发时释放的大量X射线会破坏电离层D层的电离度，造成低电离层等效高度发生变化，致使在地——低电离层波导中传播的甚低频(VLF)信号相位出现突然相位异常(SPA)现象。本文利用VLF信号的相位异常幅度，反推低电离层等效高度变化量，进而判断太阳耀斑爆发时X射线峰值流量，最后根据太阳耀斑与高能粒子沉降事件的相关性，对太阳高能粒子沉降事件的发生情况进行预测。 实验观测了1991年全年奥米茄导航系统G台和E台至南极中山站这两条传播路径上VLF信号发生SPA现象的时间与幅度，通过与美国国家地球物理数据中心发布的GOES卫星观测的太阳耀斑发生情况进行对比分析发现，当VLF信号观测路径有一部分处于白天时段时，其相位对太阳耀斑的发生就非常敏感，VLF信号相位异常的时间几乎与太阳耀斑发生的时间同步，并且相位异常幅度与太阳耀斑级别正相关。由VLF相位的异常幅度可计算出低电离层等效高度下降量，然后利用MATLAB中最小二乘法的原理对低电离层等效高度下降量与X射线峰值流量之间的相关性进行拟合，结果得出两者之间呈指数关系。 经VLF法对太阳耀斑和高能粒子沉降发生情况进行观测研究发现，太阳风的速度大约为600～800km/h，太阳高能粒子沉降通常在太阳耀斑爆发后50～70小时才能到达地球附近。这表明，仅根据VLF信号的相位异常幅度，便可很方便的对太阳耀斑的发生情况做出相对及时、准确的判断，进而对太阳高能粒子沉降的发生时间做出至少提前2～3天的预报，证明了用VLF方法预测太阳高能粒子沉降的可行性。