地磁场K变化的信息熵

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• 责任者：齐玮^c第二炮兵装备研究院^d1980^e博士^f助理研究员 ; 王秀芳^c第二炮兵工程学院 ; 王仁明 ; 李夕海 ; 刘代志
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2011
• 卷期：54^b3
• 关键词：地磁场20^a熵30^aK变化 ; 信息熵
• 页码：780～786
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c参15插图
• 分类号：1400
• 文摘期号：2011/09

摘要

K指数作为最常用的一种地磁活动指数，它描述的是地磁场不规则变化的扰动程度，因此，地磁场的不规则变化又称为K变化。K指数虽已有70多年的历史，并在世界范围内被普遍接受，然而，它只能反映扰动的幅度，无法反映扰动的次数，只标定扰动幅度最大的分量，无法给出地磁场三分量扰动的总体描述，同时，K指数的标定还与坐标选择有关。从信息科学的角度来说，K指数存在以上缺陷，是因为它无法表征地磁场扰动的全部信息，而信息量的多少一般用信息熵的大小来衡量。基于这一思想，该文根据北京地磁台1997年记录的地磁场分钟观测值，计算了地磁场K变化的各种信息熵。计算结果表明:K指数最多包含熵为3.948 6的信息，而地磁场的总信息熵为9.690 3，这样便从定量的角度，给出了对K指数缺陷更本质的认识。根据该文的计算，地磁场三分量所包含的信息量远远大于任何一个分量，将这一结果应用于急始型磁暴的早期自动识别，提高了10%的识别率。同时，信息熵的计算与坐标的选取无关，这就克服了K指数标定与坐标相关的缺陷，从长远来说，可以设计一种新的“熵指数”来改进K指数。