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地磁暴与 K$_{\textrm{p}}$ 指数的概率预报

空间物理 2020-07-07 v1 应用统计

摘要

地磁活动常使用概要指数来描述空间天气影响的可能性,并用于参数化空间天气模型。其中地磁指数 Kp\text{K}_\text{p} 尤其被广泛用于这些目的。当前最先进的预报模型使用多种方法——包括经验导出函数、基于物理的模型与神经网络——提供确定性的 Kp\text{K}_\text{p} 预报,但不提供与预报相关的不确定性估计。本文提供一种生成具有不确定性边界的提前 3 小时 Kp\text{K}_\text{p} 预报的样本方法,并由此提供概率性地磁暴预报。具体而言,我们使用双层架构分别预报暴时(Kp5\text{K}_\text{p}\geq 5^-)与非暴时情形。由于太阳风驱动模型在预报瞬态驱动活动起始方面的能力有限,我们还引入一种使用太阳 X 射线通量的模型变体,以评估包含太阳活动代理变量的简单模型是否能在长于 L1 至地球传播时间的提前量下改善地磁暴活动的预报。通过比较这些模型的性能,我们表明纳入关于太阳辐照度的业务可用信息增强了预报模型捕捉地磁暴起始的能力,并且这可以在实现概率预报的同时达成。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.02733,
  title  = {Probabilistic Prediction of Geomagnetic Storms and the K$_{\textrm{p}}$ Index},
  author = {S. Chakraborty and S. K. Morley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02733},
  year   = {2020}
}

备注

The article has been accepted for publication in the Journal of Space Weather and Space Climate (JSWSC)