進階搜尋


   電子論文尚未授權公開,紙本請查館藏目錄
(※如查詢不到或館藏狀況顯示「閉架不公開」,表示該本論文不在書庫,無法取用。)
系統識別號 U0026-0802201215392900
論文名稱(中文) 探討地面磁場的變化與極光區位置的關係
論文名稱(英文) Study of the Ground Magnetic Field Variations in Relation to the Location of the Auroral Zone
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 太空天文與電漿科學研究所
系所名稱(英) Assistant, Institute of Space, Astrophysical and Plasma Sciences(ISAPS)
學年度 100
學期 1
出版年 101
研究生(中文) 李紳豪
研究生(英文) Shen-Hao Lee
電子信箱 shenhao@isaps.ncku.edu.tw
學號 LA6981117
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 207頁
口試委員 指導教授-談永頤
口試委員-陳炳志
口試委員-汪愷悌
中文關鍵字 極光區  東西向極光電噴流  極光電噴流參數  AE觀測站  地面磁場 
英文關鍵字 Auroral Zone  Eastward and Westward Auroral Electrojets  Auroral Electrojet Index  AE observatories  Ground Magnetic Field 
學科別分類
中文摘要 在本篇論文中,我們利用地面觀測站的磁場與極光電噴流參數(AE indices)為我們主要分析的資料,主要目的是希望利用極光區內的8個AE觀測站的地面磁場變化與AE參數來做分析,透過AE參數位於100~400範圍內的相關係數、橫向磁場的平均值在較大的偏差下發生的頻率、和機率密度分佈圖等三種不同的分析,可以幫助我們了解在極光區內受到極光電噴流影響下,具有的磁場擾動現象。而利用這些觀察出的現象,可以訂立出一套極光區的標準。並同時利用這套標準對不同緯度的測站進行分析,其中分成四大地區:分別為極光區非AE測站、極地區域測站、位於極光區與極地之間的測站、最後為中低緯度的測站來進行分析。
藉由對不同地區做上述三種分析,來觀察與極光區的標準有何差異性,並可以透過這樣的差異性來瞭解不同地區受到磁場擾動的電流不同,所呈現的結果也就不同。而透過對不同緯度下的分析結果,在未來可以判斷該地面測站是否受到極光影響。

英文摘要 The main purpose of this thesis is to analyze the ground magnetic field variation and AE indices from 8 AE observatories, it helps us to understand the magnetic disturbance phenomenon under the auroral electrojet in auroral zone through three different analyses, which are correlation for the data within the range AE=100~400, frequency of occurrence for large deviation from the mean values of horizontal magnetic field, and probability density distribution, and establish the auroral standards with the observation phenomenon.
With the standards established, we analyze four observatories with different latitudes, which include a non-AE observatory in the auroral zone, one in the polar cap, one between the auroral zone and the polar cap, and one at medium-low latitude.
Finally we study the differences between the four observatories at different latitudes based on the three different analyses, and observe the magnetic perturbations due to the different current systems in the ionosphere. Through the difference of the properties of the magnetic field variation, we can distinguish, in particular, if the ground magnetic field of an observatory is influenced by the auroral particle precipitations.

論文目次 摘要 I
Abstract II
致謝 III
圖目錄 IX
第一章 序論 1
1.1研究背景 1
1.1.1何謂極光(Aurora) 1
1.2研究動機與目的 3
1.3論文大綱 4
第二章 資料來源及處理 5
2.1極光電噴流參數 AE index (Auroral Electrojet Index) 5
2.2地面觀測站 (Ground-Based Observations,GBOs) 13
2.3磁當地時間( Magnetic Local Time,MLT) 14
2.4地面測站資料的處理 15
第三章 資料處理的方法 16
3.1相關係數(Correlation Coefficient) 16
3.2線性迴歸 (Linear Regression) 18
3.2.1簡單線性迴歸分析(Simple Regression Analysis) 18
3.2.2最小平方法(Method of Least Squares,MLS) 19
3.3分佈函數 (Distribution Function) 22
3.3.1機率密度函數 ( Probability Density Function,PDF ) 22
3.3.2期望值與變異數 (Expected Value & Variance ) 23
3.3.3常態分佈(Normal Distribution) 25
3.3.4標準差σ 27
3.4 Rostoker與Phan對極光區的研究發現 30
3.5資料分析流程 32
第四章: 實驗結果分析(一) 41
YKC測站驗證結果 41
4.1 AE觀測站之YKC的分析 41
4.2 AE觀測站之YKC的分析方法(一) 41
(以AE參數位於100~400的相關係數來做分析) 41
4.3 AE觀測站之YKC的分析方法(二) 47
(橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 47
以|H - | >1.5σH來做分析): 47
4.4 AE觀測站之YKC的分析方法(三) 51
(以機率密度分佈函數來做分析) 51
4.5 AE觀測站之YKC的分析方法總結: 54
第五章: 實驗結果分析(二) 55
極光區AE觀測站剖析 55
5.1極光區AE觀測站簡介: 55
5.2極光區AE觀測站分析方法(一) 56
(以AE參數位於100~400的相關係數來做分析) 56
5.3極光區AE觀測站分析方法(二) 62
(橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 62
以|H - | >1.5σH來做分析): 62
5.4極光區AE觀測站分析方法(三) 68
(以機率密度分佈函數來做分析) 68
5.5極光區AE觀測站分析結果: 73
第六章: 實驗結果分析(三) 75
其它地面觀測站剖析 75
6.1其它地面觀測站簡介: 75
6.2極光區SOD地面觀測站剖析 77
6.2.1 (以AE參數位於100~400的相關係數來做分析): 77
6.2.2 (橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 78
以|H - | >1.5σH來做分析): 78
6.2.3 (以機率密度分佈函數來做分析): 81
6.3 極地區域THL地面觀測站剖析 83
6.3.1 (以AE參數位於100~400的相關係數來做分析): 83
6.3.2 (橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 84
以|H - | >1.5σH來做分析): 84
6.3.3 (以機率密度分佈函數來做分析): 87
6.4極光區與極地區間HRN地面觀測站剖析 91
6.4.1 (以AE參數位於100~400的相關係數來做分析): 91
6.4.2 (橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 92
以|H - | >1.5σH來做分析): 92
6.4.3 (以機率密度分佈函數來做分析): 95
6.5中低緯度區域的FRD與SJG地面觀測站剖析 98
6.5.1 (以AE參數位於100~400的相關係數來做分析): 98
6.5.2 (橫向磁場平均值在較大偏差下發生的頻率; 100
以|H - | >1.5σH來做分析): 100
6.5.3 (以機率密度分佈函數來做分析): 103
第七章: 結論 105
參考文獻 : 107
參考網站: 108
附錄一 110
附錄二 125
附錄三 139
附錄四 153
附錄五 167
附錄六 181
附錄七 195


參考文獻 Chen, F. F., Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum Press, New York, 1974.

Davis, T. N., Negative correlation between polar cap visual aurora and magnetic activity, J. Geophys. Res., 68, 4447, 1963.

Ghodgaonkar, D. K., Vasundara, V. V., and Varadan, V. K., A free-space method for measurement of dielectric constants and loss tangents at microwave frequencies, IEEE Trans. Instrum. Meas., 37, 3, 1989.

Hartfuss, H. J., Geist, T., and Hirsch, M., Heterodyne methods in millimetre wave plasma diagnostics with applications to ECE, interferometry and reflectometry, Plasma Phys. Control. Fusion, 39, 1693, 1997.

Horwitz, J. L. and Akasofu, S. I., On the relationship of the polar cap current systerm to the north-south component of the interplanetary magnetic field, J. Geophys. Res., 84, 2567, 1979.

Kivelson, M. G. and Russell, C. T., Introduction to Space Physics, Cambridge University Press, New York, 1995.

Kawasaki, K. and Akasofu, S. I., A study of polar cap and auroral zone magnetic variations, World Data Center A for Solar-Terr. Phys. Rep. UAG-18, U. S. Dept. of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, Environmental Data Service, 1972.

Musil, J. and Zacek, F., Microwave measurement of complex permittivity by free space methods and their applications, Elsevier Science Publishing Company, 22, 275, 1986.

Pozar, D. M., Microwave Engineering. 2nd ed. John Willey & Son, 1998.

Rostoker, G. and Phan, T. D., Variation of auroral electrojet spatial location as a function of the
level of magnetospheric activity, J. Geophys. Res., 91, 1716, 1986.

Rodgers, J. L. and Nicewander, W. A., Thirteen ways to look at the correlation coefficient, The American Statistician, 42, 59, 1988.

Sun, W. and Akasofu, S. I., A source of auroral electrons and the magnetospheric substorm current systems, J. Geophys. Res., 108, 8006, 2003.

Takahashi, K., Meng, C., Kamei, T., Kikuchi, T. and Kunitake, M., Near real-time aurora electrojet index: An international collaboration makes rapid delivery of aurora electrojet index, Space Weather, 2, S110033, 2004.

參考網站:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak.
http://www.usiter.org/imges/iter_full.jpg
http://epaper.kek.jp/e98/PAPERS/WEP09A.PDF
http://pitjournal.unc.edu/volume1/issue1/pogrebnyak
http://physicsworld.com/cws/article/print/43875
http://etds.lib.ncku.edu.tw/etdservice
/download_file?etdun=U0026-0812200915130713&
fileName=U0026-0812200915130713-1.pdf
http://sf.nctu.edu.tw/award/past/five/article
/popsci6_content.php
http://phys.ncku.edu.tw/~astrolab/e_book/sun/captions
/magnetosphere.html
http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/aedir/index.html
http://johnmayhk.wordpress.com/2008/08/07/correlation/
http://en.wikipedia.org/wiki/Correlation
http://biostatistics.cmu.edu.tw/online
/teaching_corner_031.pdf http://mail.cmu.edu.tw/~tcli
/%B2%C4%A4Q%A4%BB%B3%B9.pdf
http://www.mcu.edu.tw/department/management/stat/ch_web
/etea/Statistics-3-net/chap23.pdf
http://140.116.77.14/mate/lab2/Course/962sta/ch4.pdf
http://dufu.math.ncu.edu.tw/calculus/calculus_eng
/node232.html
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/html.php?html=Notes
/dataProcess
http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/auroras
/substorm_history.html.
http://en.wikipedia.or/wiki/File:Magnetosphere_rendition.jpg
http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp
http://www.space.dtu.dk/English/Research
/Scientific_data_and_models/Magnetic_Ground_Stat
ions.aspx
http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/aedir/index.html
http://roma2.rm.ingv.it
http://www.intermagnet.org/Imomap_e.php
http://mail.cmu.edu.tw/~tcli/%B2%C4%A4Q%A4%BB%B3%B9.pdf
http://zh.wikipedia.org/wiki/
http://allthen.wordpress.com/2006/05/11/

論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於起公開。


  • 如您有疑問,請聯絡圖書館
    聯絡電話:(06)2757575#65773
    聯絡E-mail:etds@email.ncku.edu.tw