WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 20 |

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

-- [ Страница 6 ] --

использовались скорости счета одного или нескольких НМ, которые, как правило, содержат и изотропную часть интенсивности, и анизотропию КЛ, характерные для малой части пространства, в пределах асимптотических конусов в разных точках наблюдения. Поэтому на разных станциях эффекты в КЛ (например, ФЭ) могут выглядеть по-разному хотя бы из-за наличия в данных суточной волны. Можно попытаться избавиться от суточной волны путем усреднения данных за сутки [32,130], но при этом происходит занижение величины реального эффекта, которое определяется, в основном, длительностью эффекта. Например, если ФП длится менее суток, то усреднение может уменьшить эффект в 2-3 раза. Ниже проводится сравнение результатов GSM с данными одной станции – г. Вашингтон (MTWS, Mt. Washington, координаты: 44.27,–71.30, высота: 1909 м, Rc = 1.24 ГВ). Эта станция выбрана, поскольку именно на ее данных основан каталог ФП Локвуда [130] за самый ранний период наблюдений КЛ (начиная с апреля 1954 года). Напомним, что мировая сеть НМ включает в себя данные с июля 1957 года, а результаты GSM были получены для частиц с жесткостью (Rс) 10 ГВ, как наиболее близкой к эффективной жесткости частиц, регистрируемых НМ. На графиках представлены результаты GSM (зеленая кривая), а также данные станции MTWS – часовые и усредненные за сутки (красная и желтая кривые соответственно).

На рис. 1.6а приведено событие 18/09/1959, в котором ФЭ успел развиться в пределах суток. В данных одной станции (на этом и других рисунках) отчетливо видна суточная волна, которая исчезает в поведении плотности КЛ, полученной методом глобальной съемки. В результате, при обработке данных с помощью GSM величина ФП получилась ~8.8%, в то время как при суточном усреднении данных станции MTWS всего около 3.8%. Таким образом, наблюдаемый эффект по отдельной станции был занижен более чем в 2 раза.

Рис. 1.6. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции MTWS и полученные методом GSM за период: (а) 17-22/09/1957, (б) 5-11 /05/1960.

Подобная же ситуация наблюдается при исследовании события 06/05/1960 (см. рис. 1.6б). Величина ФП при обработке GSM оказалась ~10.1%, а при суточном усреднении получилась около 3.9%. В этом случае, наблюдаемый эффект на отдельной станции был занижен уже более чем в 2. раза.

Таким образом, изучение коротких по продолжительности ФП становится затруднительным при использовании данных одного НМ, даже если эффект имеет большую величину. Но усреднение за сутки нельзя считать полностью отрицательным фактором. Если же использовать часовые данные отдельного НМ, то большие искажения в эффекты вносит суточная вариация ГКЛ.

Важно отметить, что степень занижения будет зависеть не только от продолжительности эффекта в КЛ, но и от места расположения детектора.

Геомагнитная широта задает жесткость обрезания первичного потока КЛ в данной точке (см., напр., [67]). Чем меньше жесткость обрезания, тем больший эффект будет наблюдаться на детекторе в месте наблюдения, и наоборот.

Например, рассмотрим снова событие 6 мая 1960 года, но используя данные станции с любой другой пороговой жесткостью (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции BUEN и полученные GSM за период с 5 по 11 мая 1960 г.

В качестве новой станции космических лучей был взят нейтронный монитор, расположенный в Буэнос Айресе (BUEN, Buenos Aires, координаты: –34.6, – 58.48, высота: 0 м, Rc = 10.63 ГВ). Из рис. 1.7 видно, что усредненный эффект имеет величину чуть больше 1% (GSM = 10.1%, MTWS = 3.9%). Таким образом, в зависимости от жесткости обрезания, на каждой станции будет наблюдаться различный эффект.

Следует отметить, что если эффект в КЛ длится несколько суток, то усреднение дает гораздо меньше искажений. Примером такого события может быть событие, наблюдаемое 11 мая 1959 года (рис. 1.8). В данном событии, при обработке GSM, величина ФП равна 14.6%, а при суточном усреднении около 12.8%. Из рисунка видно, что ФЭ начался на границе суток, продолжался более трех дней и имел большую амплитуду.

Рис. 1.8. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции MTWS и полученные методом GSM за период с 10 по 14 мая 1959 г.

Еще один недостаток использования отдельных станций проявляется, когда анизотропия КЛ велика и быстро меняется. Иногда она существенно искажает эффект и в больших событиях, а в малые события вносит существенный вклад очень часто. Например, в событии 03/09/1959 (рис. 1.9) видно уменьшение величины ФП за счет вклада положительной анизотропии в эффект. Наблюдаемая величина ФЭ на станции MTWS равна 4.3%, в то время как при обработке GSM величина эффекта равна 6.2%.

Рис. 1.9. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции MTWS и полученные методом GSM за период со 2 по 6 сентября 1959 г.

Но не всегда анизотропия приводит к занижению эффектов в КЛ.

Наблюдается также и завышение величины эффекта. На рис. 1.10 изображено событие 30/11/1961. В данном событии наблюдаемая величина ФП на станции MTWS равняется ~4.4%, а при обработке GSM ~4.1%.

Рис. 1.10. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции MTWS и обработанные методом GSM за период с 29 ноября по 4 декабря 1961 г.

использованием отдельных станций КЛ. Одним из таких преимуществ является обеспечение непрерывности измерений. При использовании GSM, в случае выхода из строя одного НМ, мы потеряем только один канал (т.е. данные по одному направлению). При этом данные по остальным направлениям все равно будут собираться, причем качество данных практически не изменится. Но если исследовать эффекты, используя только один НМ, то при сбоях в его работе можно потерять все данные за промежуток времени сбоя.

На рис. 1.11 (а, б) представлены примеры сбоев в работе MTWS за различные промежутки времени. Из рисунка видно, что в первом случае (рис.

1.11а) были утеряны данные за 2 часа, а во втором (рис. 1.11б) – уже около часов.

Рис. 1.11. Вариации космических лучей, наблюдаемые на станции MTWS и обработанные методом GSM за период: (а) 22-26/04/1959, (б) 27/08-03/09/1959.

Следует отметить, что, в зависимости от степени сложности поломки, сбои в работе могут длиться как часы, дни, недели, так и месяцы, и даже годы.

Более того, могут быть случаи, что восстановление работоспособности детектора не будет предоставляться возможным вообще. Практически во всех случаях невозможно восстановить потерянные данные за период времени сбоев.

Другим недостатком использования данных отдельных НМ является наличие различного рода «артефактов». Под артефактами понимается изменение скорости счета НМ, которое не связано с внеземными вариациями.

Примером может служить выпавший снег и дальнейшее его скапливание на крыше здания, в котором находится монитор. В результате могут наблюдаться «ложные» вариации. Чтобы избежать наличия подобных артефактов, предпринимаются различные меры. Например, поддерживают постоянную температуру в помещении, где расположен детектор. Для предотвращения скопления снега на крышах зданий, где расположен прибор, крыши у зданий делают с большим наклоном или с подогревом.

1.5. База данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений Вариации плотности и анизотропии КЛ, полученные методом глобальной съемки, объединены с солнечными, межпланетными и геомагнитными характеристиками в специально созданной сотрудниками ИЗМИРАН базе данных межпланетных возмущений и ФЭ – DBFE1 [45,47]. Результаты GSM были получены для частиц с жесткостью 10 ГВ, как наиболее близкой к эффективной жесткости частиц, регистрируемых нейтронными мониторами, а измерения солнечного ветра взяты из базы данных OMNI2 (см., напр., [186]).

Информация по солнечным вспышкам основана на рентгеновских измерениях серии спутников GOES3 (http://www.swpc.noaa.gov/ftpdir/lists/xray).

На рис. 1.12 показан вид главного окна представленной базы данных.

Рис. 1.12. Вид главного окна базы данных по Форбуш-эффектам и межпланетным возмущениям (DBFE).

Все представленные характеристики можно разделить на внешние (параметры возмущений и межпланетной среды) и внутренние (характеристики вариаций КЛ). К первой группе можно отнести, например, скорость Database of Forbush-effects URL: http://omniweb.gsfc.nasa.gov Geostationary Operational Environmental Satellites распространения выброса, напряженность межпланетного магнитного поля, скорость солнечного ветра и т.д. Ко второй группе относятся – амплитуда ФЭ, максимальное часовое уменьшение плотности, величина анизотропии, длительность основной фазы ФЭ и пр.

Рис. 1.13. Варианты представления графической информации с помощью базы данных Форбуш-эффектов и межпланетных возмущений.

Важно отметить, что DBFE не только содержит информацию о различных параметрах ФП и межпланетных возмущений, но и является удобным инструментом для ее обработки. Она позволяет делать различные выборки событий, а также определять корреляционные зависимости между выбранными параметрами, представляя запрашиваемую информацию в числовой и графической формах (см. рис. 1.13). Практически все результаты, приведенные в данной работе, были получены с помощью DBFE.

И хотя DBFE включает в себя около 6500 событий, охватывающих более чем полувековой период наблюдений КЛ (1957–2011 гг.), к сожалению, не все события, собранные в базе данных, одинаково пригодны для статистического анализа. К примеру, если два или более возмущения солнечного ветра следуют друг за другом без достаточного перерыва, то первый ФЭ не успевает развиться, а второй развивается под влиянием не одного, а уже двух возмущений. Чтобы избежать таких взаимовлияний, мы выбирали только те события, начало которых было отдалено от соседних ФЭ от 24 до 60 часов. А поскольку влияние относительно небольших ФП, как правило, незначительно, то мы оставляли в выборке события, которым предшествовали ФЭ с амплитудой, не превышающей 1.5%.

Но такой сложный продукт, как база данных, требует постоянного обновления и технической поддержки, поэтому автором был выполнен ряд процедур, которые позволили не только количественно расширить, но и качественно усовершенствовать представленную базу данных.

Во-первых, в базу данных были включены новые ФЭ за период с 2008 по 2012 гг. Всего было добавлено более 230 событий с амплитудами до 3.1%.

Присутствие ФЭ только с небольшой величиной объясняется тем, что этот период соответствует минимуму солнечной активности.

характеризующий мощность солнечной эрупции – суммарный магнитный поток диммингов и постэруптивных аркад продольного поля на уровне фотосферы (см. главу 4).

В-третьих, проверялась и уточнялась информация по более ранним событиям в базе данных. В частности, проверка проводилась с помощью каталога CDAW [203,204] по данным электронного каталога корональных выбросов SOHO/LASCO1 (http://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME-list/) [196], а также на основе всех доступных солнечных и солнечно-земных данных, полученных из наземных и космических наблюдений.

В-четвртых, был обнаружен и исправлен ряд внутренних ошибок в подпрограммах базы данных.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.