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科技日報記者 李禾
日冕物質(zhì)拋射 (簡稱CME) 是太陽釋放能量的一種形式，也是影響空間天氣的主要因素之一。大型日冕物質(zhì)拋射事件會影響通信、導(dǎo)航、航空活動、電網(wǎng)運(yùn)行等，為了避免安全威脅和資產(chǎn)損失，準(zhǔn)確判斷日冕物質(zhì)拋射會“撞上”還是“錯過”地球，以及預(yù)測日冕物質(zhì)拋射到達(dá)的時間，其相關(guān)研究至關(guān)重要。近日，在《空間科學(xué)與技術(shù)》?(Space: Science & Technology)期刊新發(fā)表的論文中，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心的石育榕研究員團(tuán)隊(duì)建立了邏輯回歸模型來預(yù)測日冕物質(zhì)拋射是否會到達(dá)地球，并使用推薦算法挑選出最相似的歷史事件，從而為日冕物質(zhì)拋射整體應(yīng)對策略的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。
首先，作者從太陽與日光層觀測臺（SOHO）/大角度和光譜日冕儀（LASCO）的日冕物質(zhì)拋射目錄中，所收錄的30321個日冕物質(zhì)拋射事件中選取了數(shù)據(jù)樣本。借助過采樣技術(shù)處理了不平衡數(shù)據(jù)，共獲得了181個正樣本和 3486個負(fù)樣本。同時，通過收集角寬、中心位置角、測量位置角、初速度、末速度、20個太陽半徑處速度以及質(zhì)量等8個特征參數(shù)，構(gòu)建了完整統(tǒng)一的無量綱數(shù)據(jù)集。
然后，作者設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)。也就是將已經(jīng)獲得的3667個樣本被隨機(jī)等分為兩組，一組用于權(quán)重訓(xùn)練，另一組用于推薦測試。在權(quán)重訓(xùn)練階段，作者使用了1466個樣本作為訓(xùn)練集，基于邏輯回歸和推薦算法的框架訓(xùn)練權(quán)重系數(shù)，而剩余數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證集。之后，采用了兩種邏輯回歸框架進(jìn)行性能對比，發(fā)現(xiàn)使用推薦算法來訓(xùn)練特征參數(shù)的權(quán)重耗時長，而邏輯回歸的方法更容易獲得權(quán)重。因此，作者提出，將邏輯回歸方法獲得的權(quán)重應(yīng)用于推薦算法，借助余弦距離和歐氏距離，來搜索與目標(biāo)日冕物質(zhì)拋射事件最相似的歷史事件。結(jié)果表明，將邏輯回歸權(quán)重應(yīng)用于推薦算法的模型優(yōu)于單獨(dú)使用推薦算法的模型，這個結(jié)果為日冕物質(zhì)拋射整體應(yīng)對策略的設(shè)計(jì)提供了新思路、新方法。
（文中圖片均由《空間科學(xué)與技術(shù)》期刊編輯部提供）
關(guān)鍵詞： 日冕物質(zhì)拋射 科學(xué)中心
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