WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 20 |

Характеристики форбуш-эффектов и их связь с солнечными, межпланетными и геомагнитными возмущениями

-- [ Страница 5 ] --

Здесь С00 – приемный коэффициент для изотропной составляющей КЛ, С10 – для северо-южной компоненты, а А11 и P11 амплитуда и фаза приемных коэффициентов солнечно-суточной составляющей первой гармоники вариации КЛ в полярной системе координат.

Часть приемных коэффициентов для станции Москва (при = –1.5 и = 0.0).

Для перехода в декартовую систему координат необходимо провести следующие преобразования для каждой станции с учетом ее долготы s:

где для первой гармоники А11 – амплитуда и 11 (P11) – фаза, определяющая снос частиц в магнитосфере. Знак ’–’ соответствует направлению вектора анизотропии по току КЛ. Приемный коэффициент нулевой гармоники С также приведен в таблицах. Однако, мы проводим независимые вычисления С согласно (1.3.13), используя функции связи между интенсивностью КЛ в пункте наблюдения и на границе атмосферы [10,72,79]:

В работе [5] была получена аппроксимация высотного хода параметров и k, которую можно представить следующим выражением (h в барах):

– для минимума (1965 г.) солнечной активности:

– для максимума (1969 г.) солнечной активности:

Как показано в [5], вплоть до уровня 300 мбар зависимость от высоты интересующих нас параметров имеет практически линейный вид.

Вычисления функций связи и приемных коэффициентов для изотропной части КЛ проводятся при каждом счете в зависимости от числа станций и выбранного периода. При реализации метода глобальной съемки часто используются станции, для которых отсутствуют приемные коэффициенты в таблицах Ясое [198]. В таких случаях для их определения проводится интерполяция имеющихся приемных коэффициентов для сети нейтронных мониторов. Возможности такой интерполяции видны из рис. 1.4 и рис. 1.5 (а-в), где приводятся значения приемных коэффициентов для составляющих нулевой и первой гармоник для всех имеющихся станций мировой сети в диапазоне жесткостей обрезания от 0 до 16 ГВ при = 0.5.

На этих же рисунках видно поведение коэффициентов для различных гармоник в зависимости от жесткости обрезания Rc в точке наблюдения. Анализ таких зависимостей помогает понять роль той или иной станции в регистрации различных составляющих вариаций и в определении характеристик этих составляющих [142].

Так, поведение приемного коэффициента для изотропной составляющей (С00) отражает способность каждой станции регистрировать модуляцию КЛ.

Наибольшей такой способностью обладают станции в диапазоне жесткостей Rc от 0.5 до 3.5 ГВ, а наибольшие изменения вариации наблюдаются на станциях с максимальными и минимальными коэффициентами С00 (приэкваториальные станции). Именно эти станции наиболее ценны для определения наклона и формы жесткостного спектра вариации, причем станции с минимальной чувствительностью к модуляции не менее важны, чем станции с максимальной чувствительностью.

Наибольший отклик на солнечно-суточную вариацию (А11) имеют станции с широтой около 50 и жесткостью обрезания около 1 ГВ. Однако здесь нет явных лидеров и почти все станции мировой сети способны наблюдать солнечно-суточную вариацию и все вместе дают уникальную информацию об угловом распределении КЛ.

чувствительностью к солнечно-суточной анизотропии эти изменения невелики, а на средне- и низкоширотных станциях, приемный конус которых «размазан»

по долготе, они значительно больше [198]. Именно средне- и низкоширотные (Rc 3.5 ГВ) станции особенно важны для определения жесткостного спектра анизотропии. Иногда простого сопоставления суточных волн, наблюдаемых на двух таких станциях, достаточно для оценки характеристик спектра, в то время как все станции высокоширотного кольца для этого ничего дать не могут.

Рис. 1.4. Приемные коэффициенты нулевой гармоники (С00), вычисленные в соответствии с выражением (1.3.13) для = 0.5. Точками обозначены значения, полученные для станций на уровне моря, а треугольниками – на уровне гор.

Рис. Зависимость от жесткости обрезания станции приемных коэффициентов первой гармоники: (а) С10, (б) A11, (в) P11. Точками обозначены значения, полученные для станций на уровне моря, а треугольниками – на уровне гор.

Большинство НМ мировой сети собирают частицы с приэкваториальной зоны и только несколько приполярных станций способны «видеть» частицы, приходящие с высоких асимптотических широт (поведение коэффициента С10).

Только эти станции и годятся для наблюдения северо-южной анизотропии. В северном полушарии это ст. Thule, в южном полушарии – McMurdo и Terre Adelje. Особенно хороша пара станций Thule и McMurdo. Они максимально и симметрично реагируют на северо-южную анизотропию, одинаково – на изменения плотности КЛ и почти не реагируют на экваториальную анизотропию и геомагнитные вариации. Поэтому вполне разумно использовать полуразность вариаций на этих станциях для оценки амплитуды северо-южной анизотропии, а полусумму – вместо изотропной вариации, как это было сделано, например, в работе [152]. К сожалению, ограниченное число станций на больших широтах делает эти оценки не всегда надежными.

При реализации метода глобальной съемки и определении внеземных вариаций приемные коэффициенты для первой гармоники выбирались при = 0.0 и верхней граничной жесткости Ru = 100 ГВ, (т.е. при плоском спектре вариаций). Это упрощение вполне приемлемо, т.к. анизотропия КЛ в спокойные и квазиспокойные периоды не сильно зависит от жесткости частиц. Для изотропной части, в модели, показатель спектра входит как переменная величина (соответственно, приемные коэффициенты используются для его разных значений), которая оценивается в числе других параметров при решении системы уравнений (1.3.14).

В специальную директорию в корне рабочей программы «../СС» занесены все имеющиеся приемные коэффициенты для эпох максимума и минимума солнечной активности для всех работавших и работающих станций в файлах NAME.MAX и NAME.MIN. Используются 4-х символьные названия станций по формату, разработанному в свое время Шей c соавторами для стандартизации списка станций при исследовании GLE событий [168].

Расчет параметров ГКЛ методом GSM поэтапно происходит в следующем порядке:

1. Программой SetRсCC в директории «../СС» в таблицы приемных коэффициентов вносятся RС станций, используемых в расчете.

2. Формируется директория DATAYYMM с часовыми данными всех станций, которые предполагается использовать в проводимых расчетах, в виде файлов YYMMNAME.w0c. Данные исправлены на давление и проверены на дрейфы и случайные выбросы.

программы GSM) производится вычисление приемных коэффициентов нулевой гармоники для всех выбранных станций и формирование таблицы CCwork с включением списка используемых станций со всеми приемными коэффициентами (для нулевой и первой гармоник).

Дальнейшая работа идет в два этапа.

анизотропии КЛ по данным высокоширотных станций. Из общей сформированной таблицы отбираются только высокоширотные станции на уровне моря (RС 3 ГВ, h 800 мбар). Затем решается система уравнений (1.3.12). Поскольку система нелинейная и плохо обусловлена, один из вариантов ее решения – это линеаризация и решение методом сингулярного разложения SVD [25]. При поиске минимума дисперсии для определения параметров ГКЛ применяется метод интерполяции (сплайн аппроксимация) приемных коэффициентов для промежуточных значений и Ru. Поскольку счет на первом этапе проводится по полной модели (1.3.12), в результате за характеристики первой гармоники анизотропии КЛ; a0 и для изотропной компоненты КЛ. Для расчетов используются не абсолютные скорости счета нейтронных мониторов, а их вариации относительно базового периода (Ni/N0), выбор которого (как правило, сутки, одинаковые для всех станций) играет важную роль. Скорость счета каждого конкретного прибора определяется целым рядом трудно учитываемых факторов, и однородность величин N0 также наверняка нарушается в возмущенные периоды из-за магнитосферных и внеземных вариаций. Это приводит к ложному гармоники анизотропии, особенно, если обсчитываемый период находится далеко от базового. Во избежание этого эффекта приходится несколько раз менять базовый период (3-7 раз за месяц). Эта процедура не отражается на уровне Ax и Ay составляющих, но поведение а0 и Аz компонент становится параметров для анализа. Их определение проводится на втором этапе работы программы GSM.

Определение изотропной компоненты и северо-южной составляющей II.

первой гармоники вариаций КЛ. В общий список отбираются все станции, для которых были посчитаны приемные коэффициенты С00 (RC 17 ГВ, h 600 мбар). На основе полученных на первом этапе данных Ax и Ay (солнечносуточная составляющая первой гармоники анизотропии) и приемных коэффициентов, из данных каждой станции исключается экваториальная составляющая первой гармоники анизотропии КЛ по алгоритму:

Оставшиеся данные практически содержат отклик на изотропную часть первичных КЛ и северо-южную компоненту первой гармоники:

Далее решается система уравнений (1.3.19) относительно параметров а0, и Аz уже по данным максимально возможного числа станций. В результате получается ряд часовых значений параметров КЛ за пределами магнитосферы (а0,, Ax, Ay, Аz ), который и используется для дальнейшего анализа событий.

Подключение большого количества станций значительно повышает точность полученных результатов.

усовершенствованию и более оптимальному использованию метода, которые приводятся ниже.

1. Уточнение модельной жесткостной зависимости изотропной части вариации КЛ.

2. Замена степенной спектральной функции на более сложную, что должно сказаться, в первую очередь, на исследовании больших ФП.

3. Введение второй гармоники анизотропии КЛ в модель вариации.

4. Учет магнитосферных вариаций.

5. Лучший выбор базовых периодов.

6. Определение жесткостной зависимости анизотропии КЛ и/или учет ее изменений (это существенно при больших величинах анизотропии).

7. Учет изменений функций связи (а, следовательно, и приемных коэффициентов) со временем.

8. Улучшение качества входных данных.

соответствующих поправок. Иногда важны и другие атмосферные эффекты.

10. Добавление к данным НМ данных других детекторов, прежде всего, мюонных. На первом этапе легче всего добавить разности вариаций однотипных телескопов.

1.4. Преимущества метода глобальной съемки перед использованием данных отдельных станций космических лучей Как уже обсуждалось выше, данные одного НМ не могут дать представления обо всем угловом распределении КЛ. Чтобы получать достаточно полную информацию о распределении КЛ за пределами магнитосферы, нужно иметь много детекторов, достаточно равномерно расположенных по земному шару. Если распределение КЛ изотропно, то, зная приемные коэффициенты в точке наблюдения, можно оценить изотропную составляющую интенсивности КЛ и по одной станции, хотя и с невысокой точностью. Но для определения анизотропии КЛ одним прибором уже не обойтись: так, для первой сферической гармоники необходимо, как минимум, четыре НМ, для второй – уже, как минимум, девять приборов [20].



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 20 |
 


Похожие материалы:

«Куприянов Владимир Викторович Численно-экспериментальное исследование вращательной динамики спутников планет 01.03.01 – Астрометрия и небесная механика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель д. ф.-м. н. Шевченко Иван Иванович Санкт-Петербург – 2014 Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1. Исторический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1. Численное ...»

« Гожа Марина Львовна НАСЕЛЕНИЕ РАССЕЯННЫХ ЗВЕЗДНЫХ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИКИ 01.03.02 – астрофизика и звездная астрономия Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор В.А. Марсаков Ростов-на-Дону – 2014 2 Оглавление Введение………………………………………………………………………………. 5 Глава 1. Неоднородность населения рассеянных звездных скоплений в Галактике…………………………………………………………………………. 20 1.1 ...»

«ЧАЗОВ Вадим Викторович РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Диссертация на соискание учёной степени доктора физико-математических наук Специальность 01.03.01. Астрометрия и небесная механика Москва – 2012 Содержание 1 Содержание Предисловие 7 1 Постановка задачи 17 1.1 Стандартные соглашения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.1 Системы отсчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.2 ...»

« УДК 524.7;524.72-4 КАЙСИНА Елена Ивановна БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК МЕСТНОГО ОБЪЕМА (01.03.02 - Астрофизика и звездная астрономия) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Научный руководитель: доктор физико–математических наук, профессор Караченцев И. Д. Нижний Архыз – 2014 2 Оглавление Введение Общая характеристика работы Актуальность Цели и задачи исследования Научная новизна Научная и практическая ценность работы Основные результаты ...»







 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.