Российская Академия Наук, Сибирское Отделение

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Версия 06:06, 25 июня 2007

Исследованы вариации интенсивности космических лучей (КЛ) по данным наземных и спутниковых измерений в энергетическом диапазоне от ~15 МэВ до десятков ГэВ за период с 1 октября по 30 ноября 2003 г. Информация о солнечных источниках данных событий и о параметрах межпланетной среды приведена на сайте http://solarwind.cosmos.ru/materials.htm

Для анализа использовались данные наблюдений интенсивности протонов в энергетических диапазонах 15-44, 39-82, 84-200 и 110-500 МэВ, полученные на спутнике GOES-10 и данные о вариациях интенсивности КЛ различных жесткостей, полученных методом спектрографической глобальной съемки (СГС) [1-4] по наземным измерениям на мировой сети станций нейтронных мониторов (38 станций). Метод СГС позволяет по наземным наблюдениям КЛ на мировой сети станций получать информацию о вариациях углового и энергетического распределения первичных КЛ за пределами магнитосферы Земли, а также, - об изме-нениях планетарной системы жесткостей геомагнитного обрезания за каждый час наблюде--ний. Амплитуды вариаций отсчитывались относительно среднего уровня 12 октября 2003 г.

Для описания жесткостного спектра КЛ в широком диапазоне энергий использовалось выражение, полученное в предположении, что жесткостной спектр в Галактике описывается степенной функцией от жесткости КЛ, а изменение их интенсивности в межпланетном пространстве происходит из-за изменения энергии в регулярных электромагнитных полях гелиосферы в соответствие с теорией Лиувилля, т.е. при условии постоянства плотности частиц вдоль траектории движения в фазовом пространстве. В этом случае жесткостной дифференциальный спектр имеет следующий вид:

где e - полная энергия частиц, e0 - энергия покоя, T0 - кинетическая энергия, при которой интенсивность КЛ соответствующей жесткости в Галактике равна А, De - изменение энергии частиц в гелиосфере, определяемое выражением [5]:

Здесь (Ze - заряд частицы, U - потенциал индуцированного электрического поля гелиосферы , с - скорость света, W - угловая скорость вращения Солнца, Br(r0) - напряженность радиальной составляющей межпланетного магнитного поля (ММП) на расстоянии r0 от Солнца, u - скорость солнечного ветра (СВ), B - напряженность ММП), , B0 - напряженность фонового, а B - переменного во времени ММП,, Epl - напряженность поляризационного электрического поля, возникающего в гелиосфере при распространении потоков ускоренных частиц, R0 - магнитная жесткость частиц, ларморовский радиус которых равен размерам областей с нестационарными электромагнитными полями. Неизвестные параметры жесткостного спектра Dept, a, b, R0 определялись по данным наземных и спутниковых наблюдений по среднечасовым значениям интенсивности.

При описании анизотропии КЛ использовалось предположение о зависимости интенсивности частиц от их питч-угла в ММП и учитывались компоненты анизотропии, обусловленные градиентом плотности на ларморовском радиусе (холловских компонент). Для аппроксимации зависимости интенсивности КЛ от питч-угла в ММП использовался ряд по полиномам Лежандра (до второй гармоники включительно), а учет холловских компонент анизотропии осуществлялся с помощью первой сферической гармоники при условии ортогональности этой составляющей анизотропии вектору ММП.

Результаты анализа

1. Вариации глобальной интенсивности КЛ с жесткостью R=4 ГВ за пределами магнитосферы в процентах к фоновому уровню; изменения жесткости геомагнитного обрезания при пороговой жесткости R=4 ГВ и Dst-индекс (красная кривая) (вторая сверху панель); временные вариации амплитуд первой A1 и второй A2 гармоник, характеризующих анизотропию КЛ (две нижние панели) в октябре-ноябре 2003 г.

2. Временные профили интенсивности КЛ с жесткостями R=0.24 ГВ (15-44 МэВ), R=0.342 ГВ (39-82 МэВ), R=5 и 20 ГВ (четыре верхних панели), рассчитанные по формулам (1) и (2) с использованием параметров Dept, a, b, R0 (четыре нижние панели), определенных по данным наземных и спутниковых измерений в октябре-ноябре 2003 г. Красные кривые на четырех верхних панелях - результаты расчетов, точки - данные наблюдений.

3-а. Жесткостные спектры относительных изменений интенсивности КЛ в отдельные моменты временного интервала с 26 по 29 октября 2003 г. Черные кривые - результаты расчетов модельного спектра по формулам (1), (2), треугольники - данные наблюдений.

3-б. Жесткостные спектры относительных изменений интенсивности КЛ в отдельные моменты временного интервала с 29 по 31 октября 2003 г. Черные кривые - результаты расчетов модельного спектра по формулам (1), (2), треугольники - данные наблюдений.

4-а. Жесткостные спектры относительных изменений интенсивности КЛ в отдельные моменты 20 ноября 2003 г. Черные кривые - результаты расчетов модельного спектра по формулам (1), (2), треугольники - данные наблюдений.

4-б. Жесткостные спектры относительных изменений интенсивности КЛ в отдельные моменты 20 и 21 ноября 2003 г. Черные кривые - результаты расчетов модельного спектра по формулам (1), (2), треугольники - данные наблюдений.

5-а. Изменение жесткостей геомагнитного обрезания DRc в зависимости от пороговых жесткостей Rc в отдельные моменты времени за период 29-30 октября 2003 г.

•  
• Продолжая использовать наш сайт, Вы даете согласие на обработку пользовательских данных (IP-адрес; версия ОС; версия веб-браузера; сведения об устройстве (тип, производитель, модель); разрешение экрана и количество цветов экрана; версия Flash; версия Silverlight; наличие программного обеспечения для блокирования рекламы, наличие Cookies, наличие JavaScript; язык ОС и Браузера; время, проведенное на сайте; действия пользователя на сайте) в целях определения посещаемости сайта.
•