PreMevE更新：地球外辐射带内超相对论电子的预报
空间物理
2021-10-04 v1
摘要
地球外范艾伦带内的高能电子对星载电子设备构成主要辐射威胁，而这些设备在我们现代社会中常发挥至关重要的作用。能量大于或等于两兆电子伏（MeV）的超相对论电子因其高穿透能力而备受关注，因此预报这些≥2 MeV电子通量水平对所有空间领域均具有重要意义。在此我们更新了地球外辐射带内MeV电子预报模型的最新进展。新版本称为PreMevE-2E，专注于预报外辐射带内的超相对论电子通量分布，除地球同步（GEO）轨道外无需原位测量。模型输入包括NOAA卫星在近地轨道观测到的沉降电子、来自太阳风监测器的上游太阳风条件（速度与密度），以及一颗Los Alamos GEO卫星测量的超相对论电子。我们评估了共计32种监督式机器学习模型，涵盖线性与神经网络架构的四种不同类别，并成功通过采用表现最优模型分组的方式测试了集成预报。所有模型均使用NASA范艾伦探测器任务的原位电子数据分别进行训练、验证与测试。结果表明，最终集成模型在L壳层上总体优于单个模型，且此PreMevE-2E模型可提供可靠、高保真度的25小时（约1天）与50小时（约2天）预报，具有高的平均性能效率值。我们的结果还表明，对于超相对论电子，该新模型在低L壳层（<~4）由非线性分量主导，这与先前发现的1 MeV电子在所有L壳层均由线性分量主导不同。
引用
@article{arxiv.2104.09055,
title = {PreMevE Update: Forecasting Ultra-relativistic Electrons inside Earth's Outer Radiation Belt},
author = {Saurabh Sinha and Yue Chen and Youzuo Lin and Rafael Pires de Lima},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09055},
year = {2021}
}
备注
manuscript submitted to Space Weather journal