公开/公告号CN101430388A
专利类型发明专利
公开/公告日2009-05-13
原文格式PDF
申请/专利权人 中国科学院国家天文台;
申请/专利号CN200810180455.0
申请日2008-11-27
分类号G01W1/10;
代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司;
代理人赵军
地址 100012 北京市朝阳区大屯路甲20号
入库时间 2023-12-17 21:57:44
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-01-07
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01W1/10 授权公告日:20100707 终止日期:20131127 申请日:20081127
专利权的终止
2010-07-07
授权
授权
2009-07-08
实质审查的生效
实质审查的生效
2009-05-13
公开
公开
技术领域
本发明涉及太阳物理和空间天气预报领域,尤其涉及太阳活动预报。
背景技术
太阳活动预报是太阳物理和空间天气预报的主要研究领域之一,研究历史悠久。太阳活动预报根据预报的提前时间长度可分为长期、中期和短期预报等三类。在相邻的两类之间没有公认的严格界限。一般认为,长期预报是指提前量为一年或几年以上至几十年或更长时间的预报,中期预报是指提前量为半个或一个太阳自转周以上至几个月的预报,短期预报是指提前量为几十分钟至几天的预报。太阳活动预报的这三种分类主要依据是太阳上各种活动过程的时间尺度,预报技术方法的差别以及预报使用者的要求。长期预报的预报内容以太阳黑子相对数极大值及其时间为主,中期预报主要包括太阳耀斑、质子事件、黑子相对数、太阳10cm射电流量、太阳总体活动水平等多项内容,短期预报内容主要包括太阳耀斑、质子事件、太阳10cm射电流量等。太阳活动对无线电通讯、宇宙空间环境、气象、水文、地震等都有影响。因此,预报太阳活动对于宇宙航行、空间研究、国防、国民经济等各个方面都具有极其重要的意义。
太阳活动经度带是指太阳活动发生相对频繁的经度区域。太阳活动经度带研究始于20世纪60年代。研究发现了一些太阳活动经度带的存在现象。由于太阳表面较差自转对太阳活动经度带的影响,使得这些经度带在不同时间出现的位置不同。因此,虽然早在19世纪末人们就发现了太阳活动经度带的存在证据,但是这些经度带的具体位置不是完全一致。早在20世纪70年代北京天文台在对太阳活动进行预报时就开始考虑了太阳活动经度带的一些特征。但是由于观测资料的不连续,此时考虑的只是太阳活动经度带的一些短期特征,即太阳活动经度带在未来一到三天(最多半月)时间内的运动趋势。并且此时考虑太阳活动经度带的运动趋势也是为其他预报内容(如耀斑、质子事件等)服务的,并没有建立一种可操作的太阳活动经度带预报模型,只是预报员根据太阳活动经度带的以往记录来判断其运动趋势,很少甚至没有数据计算,因此有很大的主观性,不同预报员的判断结果会有所不同。
近几年人们发现:如果消除了太阳表面较差自转的影响,太阳黑子出现的位置长期(120年)稳定,在南北半球上均存在两个相距约180度的太阳黑子经度带;太阳X射线耀斑的经度爆发位置也长期(最近三个太阳活动周)稳定,在南北半球上也同样存在两个相距约180度的耀斑经度带。因此,利用这些规律人们能够建立一种方法,对太阳活动经度带进行预报。
发明内容
本发明的主要目的在于根据太阳活动长期统计规律建立一种可操作的太阳活动经度带预报方法,该方法不仅丰富了太阳活动中长期预报的内容,也为短期预报提供一定的参考价值。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
A、选取观测数据。首选太阳X射线耀斑数据;在太阳活动极小期间,没有太阳耀斑时就用太阳黑子数据;
B、根据步骤A选取的观测数据计算出太阳自转的相关参数和太阳活动经度带的起始位置(卡林顿坐标),并在此基础上计算出太阳活动经度带的当前位置(卡林顿坐标)。由于太阳南北半球的转动情况不完全相同,所以在确定太阳自转的相关参数和经度带初始位置时对南北半球分别操作;
C、根据步骤B计算出的太阳自转的相关参数、太阳活动经度带的起始位置和当前位置计算出(预报)一定时间内的太阳活动经度带中心位置(卡林顿坐标);
D、将步骤C预报的太阳活动经度带中心位置的卡林顿坐标换算成日面坐标,预报太阳活动经度带的日面位置。
说明:本预报方法所用到的时间是世界时(UT)。
下面分别介绍步骤B中确定太阳自转参数和太阳活动经度带初始位置的原理和具体实现方法。
步骤B的实现原理:太阳表面较差自转规律可以简单表示为(①),其中,Ω0(度/天)为太阳赤道自转角速度,B(度/天)为纬向较差修正常数,这两个参数是太阳自转参数,(度)是纬度,Ω(度/天)是太阳上纬度处的转动角速度。
根据耀斑级别加权法计算出第i个卡林顿自转周(会合周期,27.2753天)内的太阳耀斑平均纬度(i表示卡林顿自转周序号),则该自转周内太阳上处的转动角速度Ωi可以表示为(②)。
设两个经度带的初始位置为Λ01和Λ02,根据两经度带相距180度可得|Λ01-Λ02|=180°(③)。当时间到第i个自转周的第k天时(k可以是小数),经度带相对于卡林顿坐标系的经度漂移为
第i周观测到的第j个耀斑的经度位置λij和经度带中心位置的偏离记为Δij=min(|λij-Λi1|or|λij-Λi2|)(⑥)。耀斑位置和经度带中心位置的平均偏离为
(⑧),
其中,‘±’当Λ01≤180°时取‘+’,反之取‘-’,该表达式中只有Ω0,B和Λ01是待定参数,λij为观测量,Tc和Ωc为已知常量,是由观测计算得到的量。可以在一定范围内搜索出满足ε为最小的一组参数:Ω0、B和Λ01。
步骤B的实现方法如下:
B1、计算数据起始点的自转周序号N0;从观测数据中提取每个耀斑的经度,将第i自转周发生的第j个耀斑的经度记为λij,如果不是卡林顿经度要将其换算成卡林顿经度;将该耀斑爆发的时间单位换算成以天为单位,记为k;该耀斑对应的卡林顿自转周序号记为Ni;以X射线耀斑级别为权重计算每个自转周的太阳活动平均纬度如果观测数据是太阳黑子,则以黑子面积为权重计算平均纬度
X射线耀斑按X射线峰值流量从低到高分为A、B、C、M和X五大级别。由于A和B级耀斑级别太低,它们的X射线峰值流量和背景X射线流量区别不大,因此忽略不计,即此处的耀斑观测数据选择C级及其以上的所有耀斑。相邻两级别耀斑的峰值流量相差一个量级,耀斑M1.0的峰值流量fm,是耀斑C1.0峰值流量fc的10倍,即fm=10fc,如果以耀斑C1.0的强度计为单位1,则耀斑M1.0的强度为10,耀斑X1.0的强度为100,在一个自转周内如果共发生了一个C1.0级、2个M1.0级和1个X1.0级耀斑,它们的纬度分别为10、8、12、和10,则该自转周发生的耀斑总强度为f=1.0+1.0×10×2+1.0×100=121.0,每个耀斑的权重为1.0/121.0、10.0/121.0、10.0/121.0和100.0/121.0,平均纬度(度)。黑子面积的权重计算方法简单,黑子观测数据给出了黑子面积数值,用一个黑子的面积除以一个自转周内所有黑子的总面积即是该黑子的面积权重,每个黑子面积权重乘以黑子纬度,再相加就得到了黑子平均纬度。
B2、把步骤B1得到的数据λij,k,N0和Ni,以及已知常量Tc和Ωc,代入表达式⑧。
B3、在给定区间内以给定步长搜索满足ε为最小的一组参数Ω0,B和Λ01,并相应记为Ω0fit,Bfit和Λ01 fit。其中,Ω0的搜索区间为[13.50,15.00],步长为0.01;B的搜索区间为[0.50,4.00],步长为0.01;Λ01的搜索区间为[0°,360°],步长为1°。
B4、根据步骤B3中得到的参数Ω0 fit,Bfit和Λ01 fit,以及方程②④⑤计算出太阳活动经度带的当前位置Λi1。
步骤C的具体执行方法如下:
C1、预报太阳活动经度带的转动角速度Ω(i+1)p。设当前卡林顿自转周为第i周,计算当前周的太阳活动经度带的转动角速度其中,已在步骤B1中计算出。如果考虑太阳活动经度带在一个自转周的角速度的变化可以忽略,则可以将下一周(第(i+1)周)的经度带转动速度Ω(i+1)p取作经度带的当前速度Ωi,即Ω(i+1)p=Ωi,其中p代表预报。
C2、预报太阳活动经度带中心位置的卡林顿坐标。将第i+1周的起始时间定为该周起始日的00:00时刻;根据公式Λilend={Λi1+k(Ωi-Ωc)}mod 360°计算出第i周最后一天的太阳活动经度带位置的卡林顿坐标Λilend,其中k代表第i周最后一个耀斑的爆发时间到第i+1周起始日的00:00时刻经过的时间,以天为单位;根据公式Λ(i+1)k1p={Λilend+k(Ω(i+1)p-Ωc)}mod360°,计算第i+1周一个太阳活动经度带中心位置的卡林顿坐标,k∈[0,27.2753],当k取整数0,1,2...时对应的是第i+1周的第1,2,3,....日00:00时刻太阳活动经度带的卡林顿坐标。根据公式Λ(i+1)k2p=(Λ(i+1)k1p+180°)mod360°,得到第i+1周另一个太阳活动经度带中心位置的卡林顿坐标。
步骤D的具体执行方法如下:
D1、将预报的两个太阳活动经度带的卡林顿坐标换算成日面坐标。
本发明中的日面坐标的纬度定义与通常所用的日面坐标相同,不再叙述,而本发明中的日面坐标经度是这样定义的:日轮中心经度为0°,从中心沿0纬度向东到太阳背面的中心为0°~-180°,从中心沿0纬度向西至太阳背面的中心为0°~180°,即本发明中的日面经度范围为[-180°,180°],负为日面中心东侧,正为日面中心西侧。
计算出每天世界时00:00时的太阳活动经度带中心位置的日面经度Λsk1和Λsk2,其中,角标s代表日面坐标,k代表第k天。具体计算方法如下:
D1.1根据步骤C2的公式Λ(i+1)k1p={Λilend+k(Ω(i+1)p-Ωc)}mod 360°和Λ(i+1)k2p=(Λ(i+1)k1p+180°)mod360°计算出第i+1周每日00:00时太阳活动经度带的卡林顿坐标Λck1和Λck2;
D1.2计算出第i+1周每日00:00时日面中心的卡林顿坐标ΛSk;
D1.3计算出第i+1周每日00:00时太阳活动经度带的日面坐标为Λsk1=Λck1-ΛSk和Λsk2=Λck2-ΛSk,并将其划入日面经度范围[-180°,180°]内。
D2、确定太阳活动经度带在一天内的日面经度变化范围:由于卡林顿坐标系是时刻转动的,每天转过的角度约14.1844度,而日面坐标基本是固定的,所以卡林顿经度坐标相对于日面经度坐标每天有14度左右的漂移,又由于地球绕太阳公转每天约1度,最后的视觉效果就是卡林顿坐标系相对于日面坐标系每天转动约13度,此范围与由步骤D1得到的连续两个世界时对应的日面经度Λsk1和Λs(k+1)1之间的变化范围|Λsk1-Λs(k+1)1|基本相同,预报的太阳活动经度带中心位置的每天日面经度变化范围为Λsk1~Λs(k+1)1和Λsk2~Λs(k+1)2。
D3、确定太阳活动经度带日面纬度变化范围:由于太阳活动出现的纬度范围也是比较集中的,并不是全日面的,所以本预报方法中的纬度范围取为该自转周的平均纬度的上下10度,即但不能变符号,也就是说当时,纬度范围相应为或的正负表示太阳的北半球和南半球。
D4、预报太阳活动经度带的日面位置。由步骤D2和D3得出北半球两个经度带中心位置的每天日面变化范围为:和或和同理可以得出南半球的两个经度带中心位置的每天变化范围,即:和或和这样,每天预报的全日面360度范围内共有四个活动区域。
说明:1、每过一个自转周,加入新太阳活动观测数据重新搜索合适的一组参数Ω0,B和Λ01,再对下一个自转周进行预报。在当前自转周如果有耀斑数据就选耀斑数据,如果没有耀斑数据就选黑子数据,如果连黑子数据也没有,则不用重新计算参数Ω0,B和Λ01,即步骤A和B省略。此时,用一年内的太阳活动平均纬度代替该自转周的平均纬度只作步骤C和D即可。2、本预报方法也可以对未来几个月甚至一年的太阳活动经度带进行预报,因为太阳自转参数在一年内的变化幅度不大,但需要估测好在预报时间段内太阳活动发生的平均纬度。
本发明所提供的太阳活动经度带的预报方法,具有以下优点:
1)可操作性强,具有客观性,预报结果不会因预报员而不同;
2)预报时间即可以是短期,也可以是中长期。
本发明在太阳活动经度带预报方面属于开拓性的发明。
附图说明
图1为太阳活动经度带预报方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明中所用的数据主要是由美国宇航局环境应用同步卫星(Geostationary Operational Environmental Satellites,即GOES)观测的太阳X射线耀斑数据。其次是由美国宇航局空间天气预报中心(Space Weather PredictionCenter,即SWPC)上公布的太阳事件(包括X射线耀斑)及活动区数据。在太阳活动极小期间,有时连续几个月也观测不到太阳耀斑,此时就用太阳黑子数据。从太阳耀斑观测数据中提取耀斑级别,爆发时间和位置。从黑子观测数据中提取黑子的面积,出现时间和位置。
本发明所使用的程序tim2carr.pro来源于SOHO(Solar and HeliosphericObservatory,欧洲空间局和美国宇航局共建的太阳和太阳大气观测卫星)网站(http://sohowww.nascom.nasa.gov/solarsoft/gen/idl/solar/)上。
以2005年8月的一个太阳自转周(第2033周)为当前自转周,对下一个自转周(第2034周)作太阳活动经度带预报,举例说明本发明的具体实现方法,图1是本发明的该具体实施方式的流程图,由步骤101~106组成。
GOES数据网址:http://www.ngdc.noaa.gov/stp/SOLAR/ftpsolarflares.html,每年一个文件,数据详细说明见该网站的format文件,原始数据中按耀斑发生时间为序,南北半球的记录都在一个文件中,此处是将南北半球分开后的,只取北半球的列在此,原始数据中包括A和B级耀斑,此处只选择C级以上耀斑,其它任何符号没有改动,因此,可将初步筛选的数据视为原始数据。
数据选择从GOES观测的第一个太阳活动周的第一个C级耀斑直到第2033自转周的全部C级以上耀斑。GOES从1975年开始观测,由于1975和1976两年为太阳活动低年,几乎没有C级耀斑,所以数据选择从1977年开始。在此给出了1977年开始有记录的两个自转周和2005年8月的记录,中间数据略。下边是GOES的原始记录。
31777770105 1457 1510 1508 N30W901N C 0 GOES 766
761229.6
31777770131 1726 1735 1730 N27E601B M 2 GOES 779
7702 5.4
31777770202 0215 0218 0216 N26E39SF C 0 GOES 779
7702 5.1
31777770202 0322 0326 0323 N26E39SF C 0 GOES 779
7702 5.2
31777770202 0425 0615 0505 N28E361N C 5 GOES 779
7702 5.0
31777770209 1458 1521 1505 N12E42SN C 0 GOES 784
770212.8
31777770217 1339 1418 1350 N19W54SF C 0 GOES 787
770213.4
31777770218 23442358 2350 N23W77SN C 1 GOES 787
770213.0
.
.
.
31777050823 2027 2036 2031 N17W06SX C 19 GOES
1.1E+03 3.0E+03
31777050823 2158 2211 2205 N12E85SX C 34 GOES
2.7E+03 1.2E+04
31777050823 2310 2319 2315 N13E85SX C 12 GOES
1.6E+03 4.1E+03
31777050824 0155 0207 0201 N12E85SX C 22 GOES
2.9E+03 1.0E+04
31777050824 0407 0418 0411 N12E84SX C 12 GOES
1.7E+03 3.8E+03
31777050825 0431 0445 0440 N09E80SX M 64 GOES
1.2E+04 1.2E+05
31777050826 0241 0338 0312 N12E68SX C 13 GOES
2.3E+03 7.6E+03
31777050826 1139 1210 1155 N10E61SX C 21 GOES
2.1E+03 9.9E+03
31777050826 2152 2208 2202 N10E50SX C 23 GOES
2.9E+039.8E+03
31777050827 2036 2105 2051 N10E37SX C 14 GOES
1.7E+03 6.5E+03
31777050828 1017 1037 1028 N09E36SX M 16 GOES
5.9E+03 5.3E+04
31777050831 1026 1251 1151 N13W13SX C 20 GOES
4.8E+03 1.1E+04
首先以第一行数据为例,对数据进行简单说明
31777770105 1457 1510 1508 N30W901N C 0 GOES 766
761229.6
31777 5个字符表示GOES观测站代码
770105 6个字符表示年月日,1977年1月5日
1457 4个字符表示耀斑开始时刻14:57)
1510 4个字符表示耀斑结束时刻(15:10)
1508 4个字符表示耀斑最大时刻(15:08)
N 1个字符表示北半球,或S南半球
30 2个字符表示纬度
W 1个字符表示日面中心西侧,或E日面东侧
90 2个字符表示中经距,即耀斑到日面中心的经度间隔
1N 4个字符表示两个字符,耀斑面积和亮度,不考虑此因素
C 1个字符表示耀斑级别,或M、X
0 两个字符表示X射线密度,从1.0到9.9,省略了小数点,0表示在0.0
到0.1之间,我们在计算时将C0级,即C0.0级耀斑的峰值流量计为
0.1,而不计为0.0,因此如果耀斑峰值流量记录值为f,则计算时其峰
值流量为(f+1)/10.0,即C5为C0.6级,C23为C2.4级。
GOES 4个字符表示观测卫星
GOES符号之后的数据,本方法不用这几列数据,不再解释。
1、提取数据(对应步骤101)。
1.1 从原始记录中提取有用的几列数据(耀斑爆发时间,位置和级别),并将耀斑级别转换为可计算的形式,数据记录形式变为:
770105 1457 N30W90 C 0.1
770131 1726 N27E60 M 0.3
770202 0215 N26E39 C 0.1
770202 0322 N26E39 C 0.1
770202 0425 N28E36 C 0.6
770209 1458 N12E42 C 0.1
770217 1339 N19W54 C 0.1
770218 2344 N23W77 C 0.2
.
.
.
050823 2027 N17W06 C 2.0
050823 2158 N12E85 C 3.5
050823 2310 N13E85 C 1.3
050824 0155 N12E85 C 2.3
050824 0407 N12E84 C 1.3
050825 0431 N09E80 M 6.5
050826 0241 N12E68 C 1.3
050826 1139 N10E61 C 2.2
050826 2152 N10E50 C 2.4
050827 2036 N10E37 C 1.5
050828 1017 N09E36 M 1.7
050831 1026 N13W13 C 2.1
2、计算每个耀斑爆发时间对应的自转周序号Ni、爆发位置的卡林顿经度λij和每个自转周的太阳活动平均纬度等方程⑧要用到的参数(对应步骤102)。
2.1 计算Ni和λij:将步骤101提取的耀斑爆发时间和爆发位置参数输入程序tim2carr.pro,执行该程序,输出耀斑爆发时间的太阳自转周序号Ni和耀斑爆发位置的卡林顿经度λij,具体的执行结果如下,其中下边倒数第二列(10个字符)和最后一列(9个字符)分别为自转周序号和卡林顿经度。
770105 1457 N30W90 C 0.1 1650.17497 27.01227
770131 1726 N27E60 M 0.2 1651.12972 253.30064
770202 0215 N26E39 C 0.1 1651.17973 256.29756
770202 0322 N26E39 C 0.1 1651.18143 255.68496
770202 0425 N28E36 C 0.6 1651.18303 258.10894
770209 1458 N12E42 C 0.1 1651.45513 154.15489
770217 1339 N19W54 C 0.1 1651.74574 145.53523
770218 2344 N23W77 C 0.2 1651.79768 149.83363
.
.
.
050823 2027 N17W06 C 2.0 2033.57556 204.53967
050823 2158 N12E85 C 3.5 2033.57788 112.70466
050823 2310 N13E85 C 1.3 2033.57971 112.04400
050824 0155 N12E85 C 2.3 2033.58392 110.52999
050824 0407 N12E84 C 1.3 2033.58710 110.38302
050825 0431 N09E80 M 6.5 2033.62460 100.88577
050826 0241 N12E68 C 1.3 2033.65849 100.68275
050826 1139 N10E61 C 2.2 2033.67220 102.74663
050826 2152 N10E50 C 2.4 2033.68783 108.12247
050827 2036 N10E37 C 1.5 2033.72259 108.60839
050828 1017 N09E36 M 1.7 2033.74351 102.07632
050831 1026 N13W13 C 2.1 2033.85382 111.36379
因此根据以上数据,计算数据起始点的自转周序号记为N0,N0=1650;当前自转周为第2033周,预报的自转周为第2034周。
2.2 计算每个自转周的太阳活动平均纬度
第1650周只有一个耀斑,因此就是该耀斑的纬度,即
第1651周的平均纬度根据步骤B1中介绍的计算方法得到,同理
得到第2033周的平均纬度
2.3 根据步骤2.2得到的平均纬度,可以计算出每个自转周对应的
2.4 计算方程⑧中的k值,即把每个耀斑的爆发时间换算成以天为单位。因为一个太阳自转周Tc为27.2753天,所以每个耀斑在所属自转周的天数为自转周的小数部分乘以27.2753天。
即,k=[Ni-fix(Ni)]×Tc,fix(Ni)表示自转周取整数。所以第1650.17497周对应的耀斑爆发在第1650周的第0.17497×27.2753=4.77236天。同理可以得到每个耀斑对应的k值。
3、计算太阳赤道自转角速度Ω0、纬向较差修正常数B、以及太阳活动经度带初始位置Λ01和太阳活动经度带当前位置Λi1(对应步骤103)。
3.1 计算Ω0、B和Λ01。此时,方程⑧中只有Λ01、Ω0和B为未知数,其他均已计算出或为已知常数(Ωc=14.1844,Tc=27.2753)。按步骤B3中的搜索方法搜索到的一组最佳参数为Ω0 fit=14.59(度/天),Bfit=1.43(度/天),Λ01 fit=132(度)。
3.2 计算太阳活动经度带当前位置Λi1。根据方程②④⑤,Ω0 fit、Bfit和Λ01fit三个参数可以计算出爆发最后一个耀斑时的经度带中心位置Λi1=Λ2033-1=283(度),另一条太阳活动经度带中心位置为103度。
4、从步骤2.2中提取当前太阳活动平均纬度(对应步骤104)。
5、预报太阳活动经度带在下一自转周的卡林顿位置(对应步骤105)。
5.1 计算太阳活动经度带在最近一自转周的转动速度Ω2033,
太阳活动经度带在一个自转周的角速度的变化可以忽略,可以将此值视为下一个自转周的转动速度,即Ω2034p=Ω2033。
5.2 计算第2033周最后一天的经度带卡林顿位置Λilend。太阳活动经度带在卡林顿坐标系中每天的漂移dshift,dshift=Ω2034p-Ωc=Ω0fit-Ωc=14.548-14.1844=0.3636(度/天)。第2033周最后一个耀斑的爆发时间是2005年8月31日10时,是第2033.85382周,第2044.0周从2005年9月4日14时开始,由于后边计算的都是世界时00:00时刻的位置,所以我们将每个自转周的起始时间定为该周起始日的00:00时刻,即第2044周从9月4日00:00时刻起,从8月31日10时到9月4日00:00时刻,经过了3天14小时,在9月4日00:00时刻,经度带的卡林顿坐标Λilend为,Λilend=(3+14/24)×0.3636+Λi1=284.303(度)。预报第2044周一条经度带的卡林顿坐标Λ(i+1)k1p=Λ2044k1p=k×0.3636°+284.303°,k∈[0,27.2753],另一条经度带的卡林顿坐标Λ(i+1)k2p=Λ2044k2p为:
Λ2044k2p=(Λ2044k1p+180°)mod 360°=(k×0.3636°+284.303°+180°)mod360°
=k×0.3636°+104.303°,k∈[0,27.2753].
当k取整数0,1,2...时对应的是9月4,5,6....日00:00时刻经度带的卡林顿坐标。即在4日00:00时刻,太阳活动经度带位于284.303和104.303度处,在5日00:00时刻,位于284.667和104.667度处。
6、将预报的太阳活动经度带中心位置的卡林顿坐标换算成日面坐标(对应步骤106)。
6.1根据步骤5.2计算出在第2044周9月4日到10月1日每日世界时00:00的太阳活动经度带中心位置卡林顿坐标Λck1和Λck2,其中在9月4日00:00时刻,太阳活动经度带位于Λck1=284.303度和Λck2=104.303度处;在9月5日00:00时刻,太阳活动经度带位于Λc(k+1)1=284.667度和Λc(k+1)2=104.667度处。
6.2 计算在第2044周9月4日到10月1日每日世界时00:00的日面中心的卡林顿坐标。执行程序tim2carr.pro,时间参数为每日的00:00时刻。以9月4日为例,执行L=TIM2CARR(′4-Sep-200500:00′),得到的L=5.55491(度),就是4日00:00时刻日面中心的卡林顿坐标ΛSk=5.55491°。执行L=TIM2CARR(′5-Sep-200500:00′),得到的L=352.347(度),就是5日00:00时刻日面中心的卡林顿坐标ΛS(k+1)=352.347°。
6.3 计算相邻两日00:00时刻太阳活动经度带的日面坐标,确定太阳活动经度带每天的日面经度变化范围。
4日00:00时刻两经度带的日面坐标为:
Λsk1=Λck1-ΛSk=284.303°-5.55491°=278.748°
Λsk2=Λck2-ΛSk=104.303°-5.55491°=98.748°
其中将278.748°化入[-180°,180°],Λsk1=278.748°-360°=-81.252°。
5日00:00时刻两经度带的日面坐标为:
Λs(k+1)1=Λc(k+1)1-ΛS(k+1)=284.667°-352.347°=-67.680°
Λs(k+1)2=Λc(k+1)2-ΛS(k+1)=104.667°-352.347°=-247.68°=112.320°
因此,从4日00:00时刻到5日00:00时刻,太阳活动经度带中心位置的日面经度变化范围分别是(-81.252°~-67.680°)和(98.748°~112.320°)。
6.4 确定纬度变化范围。平均纬度根据步骤D3中所述的方法,得纬度变化范围为0°~9.87°+10°→0°~19.87°。
6.5 确定经度带的日面位置,或预报日面上最活跃的区域。根据步骤6.3和6.4得到北半球在9月4日00:00时刻到5日00:00时刻,最活跃的区域为(-81.252°~-67.680°,0°~19.87°)和(98.748°~112.320°,0°~19.87°)。同理可以预报该自转周每相邻两天的经度带日面变化范围。
每过一个自转周,在该自转周内如果有太阳活动发生,则加入新观测数据重复上述步骤作预报,如果没有太阳活动发生,则估计该自转周的太阳活动平均纬度,只需从步骤104开始执行,步骤101,102,和103用上个自转周执行的结果即可。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
机译: 天气和气候特征中期预报中太阳活动的核算方法
机译: 在中期气候预报中测量太阳活动的方法
机译: 为不同的经度间隔的地图设置经度刻度的方法以及使用该方法在地图上指定已知的经度/纬度坐标的方法和设备