POLAR/UVI夏季极光图片日照噪音模型的初步研究

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• 论文作者：汪令敏 ; 栾晓丽
• 年：2016
• 作者机构：中国科学技术大学地球和空间科学学院;
• 会议召开时间：2016-10-15
• 会议录名称：2016中国地球科学联合学术年会论文集（三十二）——专题58：太阳活动与空间天气效应、专题59：中高层大气-电离层，磁层及相互耦合过程、专题60：比较行星学
• 英文会议录名称：Proceedings of 2016 Annual Meeting of Chinese Geoscience Union(CGU)
• 语种：中文
• 分类号：P353;P427.33
• 学会代码：ZGDW
• 会议名称：2016中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国地球物理学会、中国地震学会、全国岩石学与地球动力学研讨会组委会、中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会、中国地质学会区域地质与成矿专业委员会
• 学会名称：中国地球物理学会
• 页数：1
• 文件大小：1109k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

极光是由于地球磁场或者太阳风中的高能粒子进入高层大气时与大气中的原子或分子碰撞,使得原子或分子被激发而发光的一种现象,它一般出现在极区所谓的极光卵里面。早期人们一般是从地面上观察和研究极光现象,极光卵最早也是被地基观测设备所观测到的,但是由于地基设备的局限性大大限制了人们对极光的研究。后来随着航天技术的发展卫星成为了人们研究极光的重要工具,尤其是对极光的全球研究。相对于地基设备卫星能够提供更多的信息,例如:极光卵的整体构型以及沿着极光卵极光强度分布等等。但是卫星成像技术也有一些不足的地方,以POLAR卫星为例。POLAR卫星上远紫外(UVI)极光成像仪提供了数年的极区极光成像观测的数据。该成像仪可数分钟成像一次,提供了海量的高时间覆盖率的极光观测。然而由于该成像数据同时包含日照噪音,以往人们往往采用逐张图像建模去除噪音的方法,极大地限制了对POLAR/UVI观测极光的统计研究,尤其是对夏季极光的研究。因此过去人们大部分只做事件分析,很少做统计分析。基于POLAR/UVI极光成像图片,本文构造了一个夏季日照噪音模型,用于快速去除噪音。在夏季极区,极区日照噪音是太阳天顶角的函数,其函数关系可用一个类余弦函数来描述,且该函数的数值是由它的幅度和相位决定。因此,我们利用1996至2000年夏季的POLAR/UVI成像数据,获取了日照噪音函数每小时的平均幅度和相位,并且研究了这两个参量的日变化及其受太阳活动的影响。结果发现这两个参量对太阳活动有很强的非线性依赖,且幅度参量在太阳活动极小年呈现出明显的世界时变化。同时考虑以上幅度和相位参量的太阳活动和世界时变化特征,我们构造了一个夏季的日照噪音模型。将该模型用于自动去除原始POLAR/UVI极光观测图片的噪音时,所得到的极光沉降的能量通量与采用逐张图像建模去除噪音所得结果相比较,二者吻合程度较好,表明我们的模型提供了一种快速有效的方法来处理POLAR/UVI夏季紫外极光的图片,从而为研究POLAR/UVI所观测极光现象及其变化特征的统计研究提供了便利。

引文