迎接太阳峰年到来

林钢华怀柔观测基地团队

报告概要• 太阳峰年的影响和机遇；• 怀柔太阳数据服务基础；• 太阳特性自动探测意义、作用；• 太阳特性自动探测软件研发；• 基于暗条探测的功能模块及软件特点。

太阳活动峰年影响和机遇

太阳活动峰年影响和机遇

太阳活动峰年影响和机遇 • 太阳风暴对地球的另一个重要影响是会导致磁暴

的发生。太阳耀斑期间喷射出的等离子体云到达地球附近后与地球磁层作用有时会引起强烈的磁暴发生，使地球磁场受到干扰，从而影响卫星和地面通讯以及供电网络、石油输送管道的正常工作。

• 中国长江中下游的洪涝灾害也有 22 年左右的准周期。

• 太阳活动对地震活动存在着一定的调制作用，统计结果表明，往往在太阳活动峰年后 3~4 年会出现强地震活动。

• 这些研究结果都是很初步的，太阳活动对地球低层大气及地球本身的影响目前仍处在探索阶段。

太阳活动峰年影响和机遇 • 正是由于太阳峰年期间太阳风暴导致的超

乎寻常的 X 射线、高能粒子流、紫外辐射、等离子云活动，给研究者带来了 11 年一次获取太阳峰年数据、探究这些活动奥秘的机遇。

怀柔数据服务基础— 向空间环境预报提供数据服务

• 空间环境预报是新兴学科。从 1957 年人类进入太空开始，人们逐步认识到太空环境的重要性。 我国也成立了太阳活动预报中心、空间环境预报中心。怀柔基地向此中心提供数据服务；

• 在神 6 、神 7 的发射期间怀柔太阳观测基地承担了任务：向空间环境预报、太阳活动监测提供数据。

• 向全球高分辨率 Halpha 网络提供数据。

怀柔数据服务基础• 100M 网络建设。目的：向用户提供全部实时

观测数据；数据存储备份；• 数据电影。目的：了解太阳事件演化过程；• 远程观测。目的：1 ）对于观测人员可及时了解全日面情况，对

局部区观测位置进行及时调整；2 ）对于研究人员，可要求进行专项观测；3 ）对于空间环境预报人员可直观的监测到日

面太阳活动变化；4 ）用于公众教育势必引起极大兴趣。

太阳特征自动探测意义、作用• 从用户应用角度，如相关空间环境预报部门：

由于空间环境预报面临很多挑战，这些挑战中的一些是对太阳特征自动定义、分类、特征描述、太阳活动（如太阳耀斑和CMEs ）和太阳特征（如黑子、暗条、活动区）之间的精确相关性的建立。

太阳特征自动探测意义、作用• 从数据量剧增角度： 可最及时的探测、分析和记录太阳事件，并进行事件发布。这种自动化所具有的在时间和速度上的特性（高效性）是人工运作所不能比的；

长时间的特性追踪也是人工所不及的。

太阳特征自动探测意义、作用• 从数据共享的角度：如暗条从探测到供可方便使用还包括了对日面边缘处理，几何失真处理，日面中心位置、大小标准化，光强正常化等标准化处理。太阳物理研究、预报研究要求太阳活动周级别的数据量，要求定量研究：如黑子、耀斑、暗条的位置、生命期、反差等。

太阳特征自动探测意义、作用• 怀柔太阳望远镜是目前中国观测太阳最主

要的望远镜。基于这些望远镜建立一套太阳特性自动化探测系统可为中国空间环境预报提供最及时的可能的太阳活动信息，即将出现的太阳活动及它们对地球影响。

太阳特征自动探测意义、作用— 基于怀柔太阳望远镜的自动探测

• 利用全日面 Halpha图像数据进行耀斑事件实时识别、分类、物理参数确定等；

• 利用全日面 Halpha图像数据进行暗条自动探测、跟踪、物理参数确定、暗条消失等；

• 利用全日面磁场数据自动探测黑子本影、半影；

• 利用全日面磁场数据自动探测活动区。

自动探测软件研发— 原有数据检索系统扩展

自动探测软件研发—基于暗条探测的功能模块

Fi l ament Based Functi on Modul es

Fi l ament Detector

Local Fi l ament Tracker

Gl obal Fi l ament Tracker

Fi l ament Properti es Extractor

Fi l ament Acti vi ty Movi e

Maker

自动探测软件研发—基于暗条探测的软件特点

1 ）自动探测；2 ）暗条抽取；3 ）属性获取（个体标识、单个面积、总面积、

个数、日面位置）（其他属性如：长宽等）；

4 ）变化跟踪。其它如：消失、爆发；5 ）可用于实时观测；6 ）产生事件观测日志；7 ）发布或发送给相关部门。

• Region's mask area = 1667 pixels• Region's geometric area = 1928 mm• Region's perimeter = 956 mm• • Region's mask area = 229 pixels• Region's geometric area = 281 mm• Region's perimeter = 94 mm• • Region's mask area = 121 pixels• Region's geometric area = 144 mm• Region's perimeter = 55 mm• • Region's mask area = 66 pixels• Region's geometric area = 63 mm• Region's perimeter = 56 mm• • Region's mask area = 58 pixels• Region's geometric area = 58 mm• Region's perimeter = 42 mm• • Region's mask area = 46 pixels• Region's geometric area = 45 mm• Region's perimeter = 35 mm• • Region's mask area = 36 pixels• Region's geometric area = 36 mm• Region's perimeter = 25 mm• • Region's mask area = 31 pixels• Region's geometric area = 30 mm• Region's perimeter = 24 mm• • Region's mask area = 35 pixels• Region's geometric area = 28 mm• Region's perimeter = 39 mm• • Region's mask area = 30 pixels• Region's geometric area = 26 mm• Region's perimeter = 28 mm

• 模式识别、阈值、图像形态学

后续工作：• 已完成的预处理包括：平场、暗场更正；• 日面校正（由于望远镜追踪对系列图像产生影

响，影响到事件追踪→移图像到日面中心；）；• 日面投影更正（由于事件发生在日面边缘视觉上比它实际更小）；

• 临边昏暗去除；• 光强归一化（由于大气透明度等造成图像表面光强不均匀）；

• 局部阈值；