論文の概要: Solar Flare Index Prediction Using SDO/HMI Vector Magnetic Data Products
with Statistical and Machine Learning Methods
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13779v1
- Date: Wed, 28 Sep 2022 02:13:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-09-29 17:58:35.260767
- Title: Solar Flare Index Prediction Using SDO/HMI Vector Magnetic Data Products
with Statistical and Machine Learning Methods
- Title(参考訳): SDO/HMIベクトル磁気データを用いた統計的・機械学習手法による太陽フレア指数予測
- Authors: Hewei Zhang, Qin Li, Yanxing Yang, Ju Jing, Jason T.L. Wang, Haimin
Wang, Zuofeng Shang
- Abstract要約: 太陽フレア、特にMクラスとXクラスのフレアは、しばしばコロナ質量放出(CME)と関連している。
本稿では,ARのフレア生産性を定量化する,ARのフレア指数(Frare Index,FI)の予測に対する統計的および機械学習のアプローチを紹介する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.205102537396887
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Solar flares, especially the M- and X-class flares, are often associated with
coronal mass ejections (CMEs). They are the most important sources of space
weather effects, that can severely impact the near-Earth environment. Thus it
is essential to forecast flares (especially the M-and X-class ones) to mitigate
their destructive and hazardous consequences. Here, we introduce several
statistical and Machine Learning approaches to the prediction of the AR's Flare
Index (FI) that quantifies the flare productivity of an AR by taking into
account the numbers of different class flares within a certain time interval.
Specifically, our sample includes 563 ARs appeared on solar disk from May 2010
to Dec 2017. The 25 magnetic parameters, provided by the Space-weather HMI
Active Region Patches (SHARP) from Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) on
board the Solar Dynamics Observatory (SDO), characterize coronal magnetic
energy stored in ARs by proxy and are used as the predictors. We investigate
the relationship between these SHARP parameters and the FI of ARs with a
machine-learning algorithm (spline regression) and the resampling method
(Synthetic Minority Over-Sampling Technique for Regression with Gaussian Noise,
short by SMOGN). Based on the established relationship, we are able to predict
the value of FIs for a given AR within the next 1-day period. Compared with
other 4 popular machine learning algorithms, our methods improve the accuracy
of FI prediction, especially for large FI. In addition, we sort the importance
of SHARP parameters by Borda Count method calculated from the ranks that are
rendered by 9 different machine learning methods.
- Abstract(参考訳): 太陽フレア、特にm型およびx型フレアはしばしばコロナ質量放出(cmes)と関連している。
それらは、地球近傍の環境に大きな影響を与える宇宙の気象効果の最も重要な源である。
したがって、フレア(特にM型とX型)を予測し、破壊的で有害な結果を軽減することが不可欠である。
本稿では,arのフレア生産性を一定時間内における異なるクラスフレアの数を考慮して定量化するar's flare index(fi)の予測に,いくつかの統計的・機械学習的アプローチを導入する。
具体的には、2010年5月から2017年12月までに、太陽ディスクに563個のARが出現した。
ソーラー・ダイナミクス・オブザーバトリー(SDO)に搭載されたHelioseismic and Magnetic Imager(HMI)のSARP(Space-weather HMI Active Region Patches)によって提供された25の磁気パラメータは、ARに格納されたコロナ磁気エネルギーをプロキシで特徴付け、予測器として使用される。
これらの鋭いパラメータとarsのfiとの関係を機械学習アルゴリズム(スプライン回帰)と再サンプリング法(ガウス雑音を伴う回帰のための合成的マイノリティオーバーサンプリング手法、smogn)を用いて検討した。
確立された関係に基づいて、1日以内に所定のARに対するFIの価値を予測することができる。
他の4つの一般的な機械学習アルゴリズムと比較して、この手法はfi予測の精度を向上させる。
さらに,9つの異なる機械学習手法によって描画されるランクから算出したボルダ数法により,SHARPパラメータの重要性をソートする。
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