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研究提出日冕物質(zhì)拋射自動三維重建新方法

2025-09-16 16:48:35 來源: 中國科學院

日冕物質(zhì)拋射是從太陽拋入行星際空間的大尺度等離子體團,是太陽系內(nèi)最大尺度的能量釋放活動,也是災(zāi)害性空間天氣的主要驅(qū)動源。當日冕物質(zhì)拋射到達地球時,對地面和太空的設(shè)施造成損壞,產(chǎn)生經(jīng)濟損失。因此,探討日冕物質(zhì)拋射在日冕和行星際的傳播過程,研究日冕物質(zhì)拋射動力學特征,以避免日冕物質(zhì)拋射的災(zāi)害性影響,是空間物理和空間天氣領(lǐng)域的重要課題。shQ速刷資訊——每天刷點最新資訊,了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM

近日,中國科學院國家空間科學中心沈芳團隊,提出基于雙視角日冕儀觀測數(shù)據(jù)和機器學習技術(shù)的日冕物質(zhì)拋射自動三維重建方法。該方法通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征提取、主成分分析、最大類間方差等算法,準確定位雙視角日冕儀觀測圖像出現(xiàn)的日冕物質(zhì)拋射,進而構(gòu)造目標函數(shù)衡量日冕物質(zhì)拋射二維投影和位置圖像之間相似度。研究團隊將日冕物質(zhì)拋射的自動三維重建轉(zhuǎn)換為目標函數(shù)最優(yōu)化問題,利用差分進化算法求解這一問題,獲得最優(yōu)的日冕物質(zhì)拋射參數(shù)。使用上述方法,團隊擬合接近97個日冕物質(zhì)拋射事件,構(gòu)建出日冕物質(zhì)拋射數(shù)據(jù)集,并對日冕物質(zhì)拋射的三維和二維參數(shù)進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果表明,相比于利用雙視角數(shù)據(jù)進行日冕物質(zhì)拋射三維重建所得參數(shù),基于二維觀測所得日冕物質(zhì)拋射參數(shù)可能存在投影效應(yīng)導(dǎo)致的誤差。shQ速刷資訊——每天刷點最新資訊,了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM

與傳統(tǒng)方法相比,該方法最大的特點是能夠自動完成日冕物質(zhì)拋射三維重建,不需要研究人員手動比對特征和調(diào)整參數(shù)。該方法自動重建的日冕物質(zhì)拋射三維結(jié)構(gòu),較為貼合日冕儀圖像觀測,表明這一方法能夠較為準確地重建日冕物質(zhì)拋射三維結(jié)構(gòu)。同時,該方法可用于快速給定日冕物質(zhì)拋射行星際傳播過程數(shù)值模擬所需的初始參數(shù),以及日冕物質(zhì)拋射到達時間預(yù)測等工作,有望進一步應(yīng)用于太陽極軌、L5點等衛(wèi)星日冕儀數(shù)據(jù),促進日冕物質(zhì)拋射多角度觀測研究,提高預(yù)報精度。shQ速刷資訊——每天刷點最新資訊,了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM

相關(guān)研究成果發(fā)表在《天體物理學報增刊》(The Astrophysical Journal Supplemental Series)上。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃等的支持。shQ速刷資訊——每天刷點最新資訊,了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM

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