книги из ГПНТБ / Алания М.В. Квазипериодические вариации космических лучей

ночного времени с учетом поправок на нециклическое вли­ яние первой гармоники суточной вариации. По формулам (1.4.1) были найдены дневнаи ш ночная компонента полусу­ точной вариации нейтронной компоненты космических лучен по данным станции Клаймакс и Норнкура по среднемесяч­ ным данным за период с 1957 по 1964 г. п результаты при­

ведены на рис. 39 а, б.

Анализ показал, что средняя амплитуда за период 1957—1964 гг. второй гармоники .суточной вариации на днев­

ки, соответствующей дневной части на станции Клаймакс с 1958 по 1963 г., тогда как ночная компонента на станции Клаймакс п обе компоненты полусуточной вариации на той же станции Н-орщкура изменений подобного типа не пока­ зывают. Из фазодиаграмм (рис. 39 а, б) видно, что общее поведение дневной п ночной компоненты полусуточной вари­ ации отличаются друг от друга, хотя основное положение максимума фаз, в среднем сохраняется.

Представляет интерес рассмотреть зависимость измене­ ния суточной п полусуточной вариации космических лучей от возмущенности магнитного поля Земли. Для этой цели данные станций Клаймакс н Норнкура с учетом суммарной величины суточного индекса планетарной возмущенностп гео­

компоненты полусуточной вариации за период 1957-1964 гг. по указанным группам и результаты приведены на рис. 40. Из ри­ сунка видна отчетливая зависимость фазы и амплитуды дневной компонент второй гармоники суточной вариации от возмущенно­ стп геомагнитного поля. В частности, с увеличением возмугценнссти геомагнитного поля, время максимума смещается к более поздним часам (картина последовательного смещения наиболее четко выражена для станции Клаймакс; важно отметить, что такого типа изменения по данным первой гармоники суточной вариации не обнаруживаются).

S1

Известно, что [112] изменение - Кр— индекса гео­ магнитного поля достаточно хорошо коррелпруется с измене­ нием скорости солнечного ветра, т. е. с увеличением ско-

Рнс. 40. Амплптудо-фазограммы вто­ рой гармоники суточной вариации за период 1957— 1964 гг., но данным наб­ людении нейтронной компоненты на станциях Клаимакс в зависимости от величины 2 К Р (группа mv число случаев 511), (группа пи,—число слу­ чаев— 748), (группа m;i, число случа­ ев —950), группа /п.,. число случаев

279 (группа /л5, число случаев 63)

роста солнечного ветра возрастает возмущенность геомаг­ нитного поля. Поэтому можно заметить, что изменение фазы полусуточной вариации должно быть связано с изменением скорости солнечного ветра. В [156] было обнаружено, что фаза полусуточной вариации непосредственно связана с ори­ ентацией межпланетного магнитного поля спиральной струк­ туры, в частности максимум фазы второй гармоники (в об­ ласти орбиты Земли) совпадает с нормалью силовых линий межпланетного магнитного поля. По Паркеру [52] вид Ар­ химедовой спирали межпланетного магнитного поля в об­ ласти орбиты Земли (угол ф между линией Солнце-Земля и касательной силовой линии межпланетного магнитного по­ ля) зависит от скорости солнечного ветра и выражается следующим образом:

9 г

tgi = — , где Q—угловая скорость Солнца, г—расстояние от

Солнца до Земли. Среднее значение максимума фазы дневной компоненты полусуточной вариации космических лучей по данным

93

местного времени. По исследованиям планетарного распре­ деления подобных возрастаний был найден широтный ход начал внезапных возрастаний [128]. В частности, было по­ казано, что при переходе к относительно большим жесткос­ тям обрезания фаза начал внезапных возрастаний смещает­

работе было исследовано, насколько возрастамия~1 % интен­ сивности нейтронной компоненты космических лучей могу! рассматриваться как отражения аномальных суточных ва­ риаций. Планетарные исследования показали [128], что воз­ растания, отобранные по специальному признаку (/(-+1 — Jt 1%), хотя п обнаруживаются, как внезапные изменения, од­ нако формируются задолго до «внезапного возрастания» у локальном пункте наблюдения в результате создавшихся ус­ ловий на Солнце п в межпланетном пространстве (посколь­ ку аномальные суточные вариации почти на всех станциях регистрации отражают внезапные возрастания в среднем на целый оборот Земли, а в отдельных случаях — даже на два оборота). В отдельных случаях характер изменений об­ наруженного явления наряду со сходством с суточными ва­ риациями интенсивности космических лучей имеет резко от­ личающиеся от них черты (например, интервал времени между соседними внезапными изменениями интенсивности космических лучей существенно больше 24 час, тогда, как

число возрастгнин вблизи времени максимума частотного распре­ деления, Af110ЛП—полное число внезапных возрастаний) почти не зависит от пункта наблюдения н весьма близко к ~ 0,5.

Таким образом, исследования, проведенные в [126, 127, 15, 128] полностью подтвердили реальность еущствованпя (внезапных возрастаний т.п-иа

Л+1 - / / > ! % •

Здесь дается анализ частотного распределения как для внезапных возрастаний, так п для резких уменьшений в свя- ■ зп с циклом солнечной активности п сезонных вариаций пей-

S5

тронной компоненты космических лучей, по данным горных

.станций Клаймакс и Норпкура (стандартные мониторы) за период июль 1957 г. — сентябрь 1964 г. п станции Даллас (супермоннтор) с января по октябрь 1964 г.

Все данные по нейтронной компоненте были взяты из

[16, ПО],

2.1. И з м е н е н и е р а с п р е д е л е н и я ч а с т о т ы в н е з а п н ы х из м ен е н и й н н т е н с и в и о с т п

н е й т р о н п о й к о м п о н е н ты с со л н е ч н о й а к т и в н о с т ь ю

Чтобы составить частотное распределение внезапных из­ менений интенсивности нейтронной компоненты космических лучей, мы нашли разности /,+1—- /г (t — номер двухчасово­ го значения интенсивности) для всего периода от начала МГГ вплоть до сентября 1964 г. по данным станций Клай­ макс и Норпкура [129]. Располагая таким обширным мате­ риалом, мы могли уже более четко, чем в [15, 126, 128], оп­ ределить, в какие часы суток по местному времени наиболее часто появляются внезапные изменения интенсивности кос­ мических лучей, и установить ряд существенно новых их характеристик. Прежде всего мы рассмотрели, как варьи­ руется от года к году частотное распределение изменений интенсивности нейтронной ко*мпоненты по нисходящей ветви 11-летней цикличности солнечной активности. Отдельно мы рассмотрели внезапные возрастания (ршс. 41а) и отдельно резкие уменьшения интенсивностей (рис. 416).

Анализ рис. 41а, б показывает, что существенных сдви­

результаты мы получили для случаев резких уменьшений ин­ тенсивности нейтронной компоненты космических лучей по ■тем же станциям (рис. 41, б). Можно только заметить, что в отличие от частотного распределения внезапных возрас­ таний для случая резких уменьшений |/;+1—/,1^0,6% такого ярко выраженного максимума распределения нельзя обнару­ жить (резкие уменьшения интенсивности нейтронной компо­ ненты наблюдаются в значительно более широком интерва­ ле времени суток, чем резкие возрастания). Можно также

•95

отметить, что максимумы частотных распределений внезап­ ных возрастаний и резких уменьшений типа |/,V1 — /,| ^0,6% несимметричны относительно времени суток. Последнее бо­ лее четко выражается, если осредннть приведенные кривые частотных распределений на рис. 40 за весь период рас­ смотрения. На рис. 42 приведены осредпениые кривые за

станции Клаймакс. а—внезапные возрастания; б—ре­ зкие уменьшения

6 лет частотных распределений внезапных возрастаний п резких уменьшений интенсивности нейтронной компоненты космических лучей по данным дистанции Клаймакс. Дается распределение отдельно для случаев Д/(- = |/;+1 — ^ 1,0%, 0,6% <|Д /,|< 1,0% , ]Д/|<0,6%. Можно констатировать, что вне­ запные возрастания интенсивности нейтронной компоненты наблюдаются в основном в очень узком интервале времени (вблизи 12 час. на станции Клаймакс ;и вблизи 10 час. мес­ тного времени на станции Норикура), тогда как интервал времени наиболее частого наблюдения резких уменьшений гораздо шире и составляет более 6—8 час. Кроме того, мож­ но утверждать, что отмеченные характеристики в первом

98

приближении не зависят от фазы 11-летнего цикла солнеч­ ной активности.

нзм ен ени й н е й т р о н н о й к о м п о н е и т ы в с в я з и с с о л н е ч н о й а к т и в н о с т ь ю

Мы установили, что в первом приближении фаза макси­ мума суточного частотного распределения внезапных измене­ ний интенсивности нейтронной компоненты существенно не зависит от уровня солнечной активности.

Представляет интерес выяснить, насколько зависит эта фаза от сезона года. Для решения этой задачи мы осреднили по сезонам года частотные распределения внезапных изме­

приведены кривые суточных частотных распределений вне­ запных возрастаний и резких уменьшений интенсивности нейтронной компоненты космических лучей по сезонам года. Частотные распределения для каждого сезона на этих ри­ сунках получены путем осреднения многолетник данных вне зависимости от активности Солнца.

Из рассмотрения рисунков можно заметить, что фаза частотных распределений внезапных изменений интенсив­ ности нейтронной компоненты космических лучей зависит от времени года.

Чтобы выявить в какой степени влияет на суточное час­ тотное распределение изменение солнечной активности, мы из-за ограниченности статистики весь рассматриваемый пе­ риод наблюдения на станциях Клаймакс и Норикура разби­ ли на две части [129]. В первую часть вошли наблюдения за 1957—1960 гг., во вторую часть — наблюдения за 1961— 1964 г. Таким образом, первая часть рассматриваемого пе­ риода включает эпоху максимума и первую половину нисхо­ дящей ветви солнечной активности, вторая часть включает годы спада, близкие к минимуму солнечной активности и часть минимума солнечной активности.

99

Анализ [1291 показывает, что сезонные вариации рас­ пределения частоты внезапных изменений интенсивности ней­ тронной компоненты космических лучей в какой-то степени

9 // Н i s 17 /9 2/23 / 3 S 7

6

б

Рис. 43. Определенные по сезонам частотные распределения внезапных возрастании иа станциях Клаймакс (а) и Норикура (б) 1—зима, 2—весна; 3—лето; 4 —осень. Время мировое.

Рис. 44. Осредиениые по сезонам частотные распределения резких уменьшений па станциях Клаймакс (а) и Норикура

(б), Время мировое. Обозначения те же, что и на рис. 43

100