太陽活動(dòng)區(qū)是太陽爆發(fā)活動(dòng)的重要源區(qū)。活動(dòng)區(qū)的快速識(shí)別和特征參量提取有助于及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)太陽活動(dòng)。隨著眾多大型太陽觀測設(shè)備的投入使用,太陽觀測數(shù)據(jù)急劇增加,手動(dòng)識(shí)別太陽活動(dòng)區(qū)已經(jīng)不能滿足太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)的及時(shí)性需求。實(shí)現(xiàn)太陽活動(dòng)區(qū)的自動(dòng)快速識(shí)別已成為太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵問題和技術(shù)基礎(chǔ)。針對SDO/HMI高時(shí)空分辨率的活動(dòng)區(qū)數(shù)據(jù),本文:1.利用數(shù)學(xué)形態(tài)法,自動(dòng)識(shí)別出黑子,并在識(shí)別基礎(chǔ)上計(jì)算得到黑子群的面積和黑子數(shù)。將計(jì)算得到的黑子群面積和黑子數(shù)與NOAA/SWPC發(fā)布的活動(dòng)區(qū)相應(yīng)參量進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)本文計(jì)算結(jié)果與SWPC發(fā)布數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致、相關(guān)性較好,其中兩者在黑子群面積上的相關(guān)系數(shù)為0.77,黑子數(shù)上的相關(guān)系數(shù)為0.79。2.在對活動(dòng)區(qū)SHARP數(shù)據(jù)進(jìn)行黑子識(shí)別的基礎(chǔ)上,利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法中的Inception V3模型開展了黑子群McIntosh類型的自動(dòng)識(shí)別研究。通過對McIntosh分類中Z、p、c三個(gè)分量分別進(jìn)行分類訓(xùn)練,模型得到Z分量的識(shí)別準(zhǔn)確率為75.4%;p分量識(shí)別的準(zhǔn)確率為79.2%;c分量識(shí)別的準(zhǔn)確率82.2%。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P182.9
【部分圖文】：

圖 2.1 黑子近照與地球磁場強(qiáng)度很高。強(qiáng)磁場會(huì)抑制太陽內(nèi)部和外部能量之間的向外傳遞，因此強(qiáng)磁場浮現(xiàn)到太陽表面后，溫度會(huì)緩慢下點(diǎn)的形式[14]。所以黑子只是因?yàn)闇囟缺缺尘肮馇虻�，在觀察黑子（圖 2.1）時(shí)我們可以看到，一個(gè)成熟的黑子中心淺一點(diǎn)，它們分別是黑子的本影和半影。太陽表面溫度約區(qū)的溫度分別在 4200K 和 5680K 左右。常是成群出現(xiàn)的。成熟的典型黑子群由兩部分組成，太陽方向相同，西邊的黑子總在前面，被稱為前導(dǎo)黑子；相應(yīng)為后隨黑子。如圖所示，前導(dǎo)和后隨黑子的磁場極性相反 S 極），因此它們被稱為雙極黑子群。從圖 2.2 中我們可的黑子群，前導(dǎo)和后隨黑子的極性分布是一致的；而南北

圖 2.2 太陽黑子群的磁場代對黑子有較多的記錄，但是西方主流觀點(diǎn)一直認(rèn)上不可能有“黑點(diǎn)”。直到 17 世紀(jì)初，意大利天文中觀測到了黑子，人們才意識(shí)到黑子其實(shí)是太陽上 年起，科學(xué)家們開始了對黑子的每日觀測記錄，自此12]。黑子的常規(guī)觀測讓我們發(fā)現(xiàn)了黑子的產(chǎn)生和變化期、黑子的“蝴蝶舞步”等。德國天文愛好者施瓦布根據(jù)自己對黑子的長期觀測和子數(shù)量有一個(gè) 11 年左右的變化周期。1848 年，瑞士用黑子相對數(shù)（或“沃爾夫數(shù)”）來表示日面可見半是R K(1 0g f）

太陽活動(dòng)區(qū)的自動(dòng)識(shí)別研究[19][21]。其中黑子相對數(shù)年均值的極大年和極小年份，被稱為太陽活動(dòng)的極大年（峰年）和極小年（谷年）。太陽活動(dòng)峰年和相鄰的幾年被稱為太陽活動(dòng)高年，太陽活動(dòng)谷年和相鄰的幾年被稱為太陽活動(dòng)低年。相鄰谷年之間的時(shí)間段為一個(gè)太陽活動(dòng)周，人們將極小年 1755 年起算的活動(dòng)周規(guī)定為第 1 個(gè)太陽活動(dòng)周。目前太陽活動(dòng)正處于第 24 周的低年。
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本文編號(hào)：2887708