欢迎来到 阿仪网

免费注册

首页 | 产品 | 求购 | 资讯 | 专题 | 找厂商 | 打听 | 人才 | 品牌 | 资料 | 技术文献 | 展会 | 耗材 | 配件 | 新品 | 促销 | 书籍 | 招标 | 优质仪器
广告
广告

您的位置:首页>仪器仪表资讯>实验室动态>基于机器学习的太阳风分类及其空间天气预警应用研究获进展

基于机器学习的太阳风分类及其空间天气预警应用研究获进展

发布时间:2020/5/18编辑:Ma Liang 人气:1572

  【阿仪网 实验室动态】1959年,苏联的Luna-1号卫星上天,人类首次得以对太阳风进行就地观测。此后数十年的观测和研究表明,近地太阳风有着不同的特性,起源于不同的源区。太阳风可大致分为四类:冕洞风、冕流风、扇区反转区风和日冕抛射风。

  根据源区对太阳风进行分类对于太阳和日球物理研究有着重要意义。首先,为了对太阳风性质进行更全面准确的了解,在统计研究时需要对太阳风类型加以区分;其次,太阳风在行星际传播时仍“记录”着其源区的一些特征,分类研究有助于更好地了解发生在太阳不同区域的物理过程;再次,不同类型太阳风的对地效应显著不同,太阳风分类信息也有望提升空间天气预警效果。

  传统上,太阳风分类是由一些经验丰富的研究人员综合不同种类的众多观测特征来完成的。比如,依据不同的观测特征,众多研究人员分别整理发布了行星际日冕物质抛射事件列表、磁云列表、共转相互作用区列表、激波事件列表、日球层电流片列表、日球扇区边界列表等。此外,学者们也尝试开发一些太阳风分类的经验模型。比如,一维参数空间的经验模型(太阳风速度Vp、Ptype)、二维参数空间的经验模型(O7 /O6 - Vp)、三维参数空间的经验模型(Sp-VA-Texp/Tp)等。

  近十年来,太阳风分类识别取得了很大进展。尽管如此,不论是人工识别还是经验模型识别,都存在一定的局限性。在面对浩繁的观测数据时,人工识别的标准不一且难以做到实时更新,比如权威的Lepping磁云列表从2008年开始就停止更新了,其他一些列表也存在不同程度的更新滞后现象。对于经验模型而言,由于经常需要人工介入难以真正做到全自动化。另外,为了便于明晰识别界面,经验模型都是在三维或以下参数空间来开展,在识别准确度上还有提升空间。

  最近,人工智能技术得到了长足进步,机器学习算法开始取代一些需要人工介入的工作。多参数空间的分类算法作为机器学习的典型任务,面对空间物理大数据时代,其在模式识别领域的优势逐步凸显,因而逐渐流行起来。在此背景下,中国科学院国家空间科学中心天气室研究员李晖、王赤与南京信息工程大学副教授许飞展开人工智能识别太阳风分类的合作研究。团队利用国际流行的10种机器学习分类算法(KNN、LSVM、RBFSVM、DT、RF、AdaBoost、NN、GNB、QDA、XGBoost)在优选后的8维参数空间中开发了太阳风分类的自动识别算法,可以自动、快速地将太阳风观测数据分为冕洞风、冕流风、扇区反转区风和日冕抛射风四类,图1展示了其中的一个事例。

  常见的机器学习分类算法大都能得到不错的分类结果,其中KNN算法的分类准确度分别为99.2%、91.1%、83.8%和92.9%。相比此前最好的经验模型,准确度分别提升了2.3%、21.2%、11.8%和5.4%;该太阳风分类算法可以识别出行星际小尺度通量绳(仅持续数小时),为后续太阳风小尺度结构特性及其与背景太阳风相互作用的研究提供便利;在此基础上,通过对比研究,团队还证实了实时太阳风分类信息可以应用于空间天气预警。如表1所示,当卫星实时监测到一个较强的太阳风电场(Ey > 5.0 mV/m)时,如果太阳风分类算法判定由冕流风所携带的话,那么引发中等磁暴的概率较大并伴随较高的卫星充电风险;如果判定由日冕抛射风所携带的话,那么引发强磁暴的概率较大并伴随较低的卫星充电风险。

  该项研究证实了基于机器学习的分类算法有能力高效而准确地识别出四种典型类型的太阳风,可以获得比以往经验模型更好的分类效果。此外,该分类算法仅需要一些基本的太阳风参量观测,如等离子体数密度、温度、速度、磁场强度。无需太阳风成分观测的特点也使得该算法有更高的适用性和更广阔的应用前景。

微信号:ayiwangapp17

(来源: 中国科学院科技产业网 )

标签:

上一篇:化学所开发出锂-硫(硒)凝胶聚合物电池的原位界面固化技术 下一篇:美国新技术可检测阿尔茨海默病早期预警信号

为您推荐

相关新闻

自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所仪器采购公告 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业商机】中仪国际招标有限公司受自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所委托,根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定,现对自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所2020年第三批仪器设备
上海市奉贤区环境监测站机动车尾气遥感系统仪器设备采购 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业商机】上海国际招标有限公司受上海市奉贤区环境监测站委托,根据《中华人民共和国政府采购法》等有关规定,现对上海市奉贤区环境监测站机动车尾气遥感系统仪器设备购置采购项目进行公开招标,欢迎
六部门发文支持民营企业参与污染防治 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业资讯】据发改委网站消息,发改委、科技部、工信部、生态环境部、银保监会、全国工商联等六部门近日联合印发《关于营造更好发展环境 支持民营节能环保企业健康发展的实施意见》,在石油、化工、电
可实现高效病原菌原位分析的光电一体集成化芯片PCR 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业资讯】该系统基于单恒温热源,只需要一次进样就可同步实现微液滴生成、热循环扩增以及核酸绝对定量分析的整个数字PCR检测流程。  荧光检测是一种自然发光反应,通过荧光素酶与 ATP进行反
地震传感器和分布式声波传感在国外的研发与应用概况 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业资讯】自从1970年,科学家首次开发出代替铜缆的光缆以来,仅在美国就安装了数百万公里的光纤。如今,支撑电话、电视和互联网服务的光缆网络层出不穷。它们通过在细线玻璃中反射光线来传递数据
电容式传感器:让系统监测变得更简单 发布时间:2020/5/25
  【阿仪网 行业资讯】据外媒报道,奔驰新方向盘将覆盖电容式传感器。  从奔驰公布的图片发现,E级车采用的新方向盘做了一个不小的调整--首先是,方向盘的按钮辐条从原先的单层变成了双层设计,然后是下方的
广告

图片视点

硬件研发测试服务&实验室信息化建设领域的特种兵--纪淼森波的科匠历程

优质产品

版权申明

凡本网注明"来源:阿仪网"的所有作品,版权均属于阿仪网,未经本网授权不得转载、摘编或利 用其它方式使用。已获本网授 权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:阿仪网"。违者本网将追究相关法律责任。

本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其 真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用 ,必须保留本网注明 的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

旗下频道

色谱仪 光谱仪 反应釜 试验箱 试验机 搅拌器 培养箱 离心机 水分测定 气体检测 量热仪 石油仪器 纯水器 比表面仪 温度记录 流量计 万用表 显微镜 粒度仪 测厚仪 硬度计 酸度计 元素分析 生物试剂 电线电缆 天平衡器 传感器 食品检测 压力仪表 电化学 测厚仪 阀门仪表 电力仪表 干燥设备 药物检测