КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2008, том 46, № 5, с. 493-496
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 537.591
ХАРАКТЕРИСТИКИ СУТОЧНОЙ АНИЗОТРОПИИ ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ
© 2008 г. C. Тивари, Д. Тивари
Dept. Phys. APS University, India cmtiwari_2005@yahoo.com@, tiwaricm123@rediffmail.com Поступила в редакцию 17.05.2006 г.
РЛС8: 94.20.
Средние характеристики суточной вариации космических лучей изучались рядом исследователей [15]. Вариации интенсивности космических лучей обеспечивают эффективный инструмент для исследования как межпланетных, так и некоторых синоптических условий. При исследовании солнечного магнитного поля было обнаружено, что поле изменяет знак каждые одиннадцать лет в периоды максимальной солнечной активности [6]. Амплитуды суточных вариаций находятся в пределах от 0.1 до 0.4%, тогда как фаза максимума суточной вариации сосредоточена в диапазоне от 100 до 225 градусов. Кроме того, векторные диаграммы различны в течение лет минимумов и максимумов солнечной активности. Точно так же амплитуда второй гармоники сосредоточена в интервале от 0.025 до 0.25%, в то время как фаза распределена по всем координатам, но главным образом в интервале от 200 до 350 градусов. Для настоящего анализа мы использовали давление и температуру, исправляя часовые данные
нейтронных мониторов, чтобы получить ежедневные амплитуды и фазы суточной анизотропии. При использовании ежедневных наблюдений высокоширотных и низкоширотных станций нейтронных мониторов мы попытались вывести характеристики суточной вариации космических лучей.
Экспериментальные данные и метод анализа.
Исправленные на давление данные нейтронных мониторов Киль, Халеакала, Рим, Херманюс, Калгари и Гусбей были подвергнуты гармоническому анализу для периода 1989-2000 гг. после исключения тренда. Перед расчетом амплитуд и фаз 1-й гармоники суточной вариации было проверено качество данных нейтронных мониторов. Годовые средние первых гармоник были получены из индивидуальных суточных гармоник после отбраковки дней с межпланетными возмущениями.
Результаты и обсуждение. Средние амплитуды суточной вариации космических лучей представлены на рис. 1 для шести станций для всего иссле-
Амплитуда, % 0.35
*
i
0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0
1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000
Годы
Рис. 1. Временной ход среднегодовых значений амплитуд 1-й гармоники суточной вариации космических лучей для пяти различных нейтронных мониторов в течение 1989-2000 гг.
■ Халеакала
♦ Киль д Рим
х Херманюс о Калгари
• Гусбей
494
С. ТИВАРИ, Д. ТИВАРИ
Фаза, часы
16
14
12
10
X
I
* ♦
д
X *
я
I
■ Халеакала х Херманюс ♦ Киль о Калгари
д Рим
0 ♦
1
*
0
1
X
Я
2 ♦
Гусбей
О • « ♦
8 ♦
4
I
X *
1988 1990 1992 1994 1996 1998
2000 Годы
Рис. 2. Временной ход среднегодовых значений времени максимума 1-й гармоники суточной вариации космических лучей для пяти различных нейтронных мониторов в течение 1989-2000 гг.
8
дуемого периода. Минимальные амплитуды выявляются для периодов минимальной солнечной активности, начиная с 1995 и по 1997 г. на всех станциях. Данные по суточным вариациям для любой станции за период 1999-2000 гг. оказались близкими к значениям, наблюдаемым в течение 1989-1990 гг. Также видно, что суточные амплитуды среднеширотных станций более чем в два раза превышают аналогичные для низкоширотных станций, где амплитуды 0.1% или меньше в течение 1996 г. Средние характеристики суточной анизотропии значительно изменились в течение периода 1971-1974 гг. [8].
Изменения во времени годовых средних значений времени максимума первой гармоники для различных нейтронных мониторов показано на рис. 2 для периода 1989-2000 гг. Видно, что время максимума суточной вариации наблюдается значительно ранее в течение 1996 и 1997 гг. с некоторым существенным изменением, начинающимся в 1995 г. Фаза максимума суточной вариации, как видно, прогрессивно уменьшается, начиная с 1989 года и далее до минимума солнечной активности с некоторым восстановлением в течение 1998-2000 годов. Однако, значения фаз в течение 1998-2000 годов меньше, чем наблюдались в течение 1989 почти для всех станций. Кроме того, разброс данных по фазам различных нейтронных мониторов по годам - весьма малая величина в 1989-1990 гг., значительно увеличен в течение минимальной солнечной активности в период 1996 и 1997. Также мы наблюдаем, что процесс сдвига фазы максимума суточной вариации к более раннему времени более быстро происходит на низкоширотных станциях, чем на среднеширотных. Об энергетической зависимости сдвига фаз максимума суточной вариации космических лучей к ранним часам, начиная с 1971 года, было сообщено в работах [7, 9, 10].
Изменение характеристик суточной вариации может быть лучше представлено, если использо-
вать распределение по интервалам различных значений амплитуд и фаз суточной вариации интенсивности космических лучей. Рис. 3 показывает частотное распределение ежедневных значений амплитуд (а) и фаз (б) суточной анизотропии по данным нейтронного монитора Киль для периода от 1989 до 2000 года. Четкий максимум около 0.3% виден для амплитуд в большинстве лет. Там, где имеется сдвиг влево, максимальная частота соответствует 0.2%.
Общий сдвиг фазы максимума к ранним часам наблюдается в течение большинства лет, однако наибольшие сдвиги наблюдаются в 1996-1997 гг. Ширина распределений минимальна в течение периодов максимума солнечной активности (19891990 гг. и 2000 г.) и максимальна в течение периода солнечного минимума (1996-1997 гг).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Четкий максимум распределения амплитуд суточной вариации космических лучей около 0.3% выявляется для амплитуд в большинстве лет, кроме 1995-1997 гг., где максимум распределения сдвигается влево к значению около 0.2%.
2. Частотное распределение фаз максимума суточной вариации имеет тенденцию уменьшения значения фазы от максимума солнечной активности к минимуму с дальнейшим возрастанием этой величины к следующему максимуму солнечной активности.
3. Представленные результаты поддерживают теории долговременной изменчивости суточной вариации и четко выявляют 11-летнюю периодичность.
ХАРАКТЕРИСТИКИ СУТОЧНОЙ АНИЗОТРОПИИ
495
Амплитуда, % Фаза, град
Рис. 3. Частотное распределение по годам значений амплитуд (а) и фаз (б) суточной вариации космических лучей (1-я гармоника) по данным нейтронного монитора Киль в течение 1989-2000 гг.
496
C. ТИВАРИ, Д. ТИВАРИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Rao U.R. Solar modulation of galactic cosmic radiation // Space Sci. Rev. 1972. V. 12. P. 719.
2. Venkatesan D. and Badruddin. Cosmic ray intensity variations in the 3-dimensional heliosphere // Space Sci. Rev. 1990. V. 52. P. 121.
3. Tiwari C.M, Tiwari DP, Agrawal S.P. and Shrivas-tava P.K. Relationship of first two harmonic of cosmic ray daily variation with solar activity // Indian J. of Radio & Space Phys. 2004. V. 33. P. 95.
4. Tiwari CM, Tiwari DP. and Shrivastava P.K. Anomalous behavour of cosmic ray diurnal anisotropy during decending phase of the solar cycle 22 // Current Science. 2005. V. 88. P. 8.
5. Pandey G.K, Tiwari C.M. and Shrivastava P.K. The study of daily variation of cosmic ray anisotropy for the period of 1991 to 2004 // 29th Int. Cosmic Ray Conf. 2005. P. 167.
6. Webber W.R. and Lockwood J.A. Characteristics of the 22-year modulation of cosmic rays as seen by neutron monitors // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. P. 8735.
7. Forman M.A. and Gleeson I.J. Study of fourbush decreases in cosmic ray internsity // Astrophys. Space Sci. 1975. V. 32. P. 77.
8. Ahluwalia H.S. and Fikani MM. Observed solar diurnal variation of cosmic rays 1965-1994 // Proc. 25th Int. Cosmic Ray Conf. 1997. V. 2. P. 125-128.
9. Ananth A G., Agrawal S.P. & Rao U.R. Study of cosmic ray diurnal variation on a day to day basis // Pramana. 1974. V. 3. P. 74.
10. Agrawal S.P. Study of tri-diurnal variation of galactic cosmic radiation // J. Geophys Res. 1981. V. 86. P. 10115.
11. Agrawal S.P. Solar cycle variation of cosmic ray intensity and large scale structure of the healiosphere // Space Sci. fiev. 1983. V. 34. P. 127.
Charaeteritttsties of High Energy Cosmic Ray Diurnal Anisotropy
on Day-to-Day Basis
C. M. Tiwari and D. P. Tiwari
Dept. of Physics, A P S University, Rewa (M P) 486003 India Email: cmtiwari_2005@yahoo.com, tiwaricm123@rediffmail.com
Сдано в набор 20.05.2008 г. Подписано к печати 04.08.2008 г. Формат бумаги 60 х 881/8
Цифровая печать Усл. печ. л. 14.0 Усл. кр.-отт. 2.9 тыс. Уч.-изд. л. 14.0 Бум. л. 7.0
Тираж 202 экз. Зак. 584
Учредители: Российская академия наук, Президиум РАН
Издатель: Академиздатцентр "Наука", 117997 Москва, Профсоюзная ул., 90
Оригинал-макет подготовлен МАИК "Наука/Интерпериодика" Отпечатано в ППП "Типография "Наука", 121099 Москва, Шубинский пер., 6
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.