地磁靜日變化預(yù)測(cè)方法研究

張秀霞 楊冬梅 楊福喜 何宇飛 張素琴

1） 江蘇省地震局，南京 210014

2 ）中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081

3） 新疆地震局，烏魯木齊 830011

地磁觀測(cè)中及時(shí)了解地磁場(chǎng)日變化的擾動(dòng)情況，可以幫助人們及時(shí)判斷數(shù)據(jù)的可靠性，識(shí)別觀測(cè)中的異常。研究地磁靜日變化的預(yù)測(cè)方法在地磁觀測(cè)數(shù)據(jù)分析處理中具有應(yīng)用意義。

地磁日變化主要包含了地球外部空間電離層和磁層電流體系的變化信息，有靜日變化和擾日變化之分。通常情況下人們利用每月中的5 天靜日變化的平均作為當(dāng)月的Sq 變化的估計(jì)。由于每月的靜擾日日期通常在下一個(gè)月的中旬產(chǎn)出，時(shí)效性較差，不能滿足日常地磁監(jiān)測(cè)工作的需要。

何宇飛等曾經(jīng)基于四分位法（IQR），利用研究日之前15 天內(nèi)的日變化數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)日的日變化數(shù)據(jù)，取得了較好的效果。但其研究的時(shí)間段是11 年太陽(yáng)活動(dòng)周期中較平靜的時(shí)段，自2012 年起，太陽(yáng)活動(dòng)趨于劇烈，15 天之內(nèi)連續(xù)遇到磁場(chǎng)擾動(dòng)的情況不可避免，因此需要研究一種預(yù)測(cè)地磁靜日變化的新方法。

地磁靜日確定的一個(gè)重要依據(jù)是Kp 指數(shù)的大小。研究表明，Vr 指數(shù)與Kp 指數(shù)有非常好的線性相關(guān)，而Vr 指數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單方便，因此我們考慮是否可以基于研究日之前某一時(shí)段的Vr 指數(shù)挑選日變化相對(duì)平靜的日期，用于預(yù)測(cè)研究日的地磁日變化。

研究使用了新疆局烏魯木齊地磁臺(tái)2008 年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算了其全年的Vr 指數(shù)及其日總和，與Kp指數(shù)的日總和、每月的靜日日期等進(jìn)行了綜合對(duì)比，發(fā)現(xiàn)每月最平靜的5 個(gè)日期均在當(dāng)月Kp 日總和最小的10 日內(nèi)，但在當(dāng)月Vr 日總和最小的10 日內(nèi)的平均概率是82%。因此，我們選用研究日之前30 天內(nèi)的數(shù)據(jù)，根據(jù)此30 天的Vr 日總和挑選出10 天相對(duì)平靜的日期及其日變化數(shù)據(jù)，按每分鐘將10 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分析，去掉離均差最大的4 個(gè)點(diǎn)，取剩余的6 個(gè)點(diǎn)的平均值作為該分鐘地磁場(chǎng)日變化的預(yù)測(cè)值。我們將此預(yù)測(cè)值與IQR 方法預(yù)測(cè)結(jié)果及傳統(tǒng)的5 個(gè)靜日平均結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，探討了這種地磁靜日變化預(yù)測(cè)方法的可行性和應(yīng)用前景。