Со средины июня до октября солнечная - cr0.izmiran.ru
advertisement
Аннотационный отчет о выполнении работы в 2003 году по ГК N 10002-251/П-06/048-051/100603-600 от 1 апреля 2003г. В соответствии с ТЗ и Календарным планом ГК по программе фундаментальных исследований Президиума Российской академии наук "Нейтринная физика" в рамках темы: «Исследование модуляционных эффектов галактических и солнечных космических лучей методом наземного мониторинга» в 2003 году (апрель-ноябрь 2003г.) выполнялся: - Непрерывный наземный мониторинг космического излучения на российской сети станций и оперативный анализ информации о вариациях космических лучей, вызванных солнечной активностью. Продолжалась непрерывная наземная регистрация нейтронной компоненты космических лучей на российской сети станций (9 станций) с минутным (пятиминутным) и часовым временным разрешеним. Проводилась оперативная обработка полученных данных, оперативный анализ и представление этих данных в режиме реального времени в Интернет, а также их передача в Международные Центры Данных С и В и сборник Solar Geophysical DATA для оперативной публикации. Осуществлялась регулярная архивация данных на CD. Данные интенсивности космических лучей (КЛ) (без поправки на давление и с поправкой) и величина давления на всех станциях за отчетный период 2003г. доступны для пользователей на ftp://cr0.izmiran.rssi.ru/COSRAY!/FTP_NM/, а также представлены в реальном времени в Интернете http://cr0.izmiran.rssi.ru/common/links.htm в графическом и цифровом виде (для той части станций, где для этого имеется техническая возможность – 6 станций). Экспериментальная часть работы включает непрерывную регистрацию КЛ сетью станций, расположенных на территории России. За отчетный период продолжена работа по совершенствованию и развитию экспериментальной базы на станциях российской сети, направленная на приведение сети к современному стандарту и выполнению непрерывного мониторинга. Сеть включает 11 нейтронных мониторов, установленных в 6 академических организациях. Станция Апатиты (ПГИ РАН) - сотрудники ПГИ на архипелаге Шпицберген включили на непрерывную регистрацию первую секцию нейтронного монитора на станции КЛ Баренсбург. В северном полушарии на таких высоких широтах находится только одна американская станция КЛ - Thule. Эти станции уникальны для выделения северо-южной анизотропии КЛ, поскольку они чувствительны в основном к частицам, приходящим с северного направления. Данные станции Баренсбурга публикуюся уже в Интернете с минимальной временной задержкой. Станции Норильск и Иркутск, 3 уровня, ( ИСЗФ СОРАН) - на станциях Норильск и Иркутск модернизация в основном завершена, данные станций публикуются в реальном времени. На станции Иркутск-2 (высота 2000 м) и Иркутск-3 (высота 3000 м) проводится модернизция системы сбора информации. Станции Тикси и Якутск (ИКФИА СОРАН) - после перехода в августе 2003г. на 1минутный интервал наблюдений полярная станция Тикси отвечает всем современным стандартам. Данные станции Тикси доступны в реальном времени, также как и данные станции Якутск. Станция Якутск остается пока станцией, на которой нет 1-минутного мониторинга, а проводится 5-ти минутный мониторинг. В настоящее время на этой станции разработан и введен в опытную эксплуатацию регистратор с одноминутным разрешением. Кроме того здесь разработан драйвер и программное обеспечение для электронного датчика давления. В связи со строительством нового здания для спектрографа КЛ и готовящимся изменением местонахождения станции проведены необходимые для работы станции расчеты кратности и коэффициентов связи. Кратности и коэффициенты связи для мюонов высоких энергий рассчитаны на основе простой модели 2 множественного рождения мюонов. Предполагалось, что "скейлинговые" мюоны распределены равномерно по быстротам и несут примерно в 1,5 раза меньше энергии, чем мюоны фрагментации. Вычислена автомодельная функция, описывающая коэффициенты связи для мюонных детекторов, и определены поправки к ней в низкоэнергетической области. Станция Новосибирск (ГС СО РАН) - находится на стадии модернизации. В отчетном году установлена новая система регистрации, проводятся работы по обеспечению сетевого доступа и информационного обмена на основе WWW-технологии. На станции осуществляется непрерывная регистрация кратностей нейтронов четырьмя секциями монитора. Этот режим можно рассматривать как спектрограф вариаций интенсивности космических лучей на эффекте локальной генерации нейтронов, для всех каналов которого ранее были найдены коэффициенты связи экспериментально (из широтных зависимостей). К настоящему времени накоплен непрерывный ряд данных регистрации с помощью четырех секций монитора с 1984 года. Данные 80-х и частично 90-х годов хранились не в электронном виде. Работа по переводу этих данных в машиночитаемый вид была выполнена в этом году. Станции Магадан и мыс Шмидта (ИКИР ДВО РАН ) – ведется модернизация станции Магадан, проводятся работы по обеспечению сетевого доступа и информационного обмена на основе WWW-технологии. На другой полярной и труднодоступной станции мыс Шмидта с апреля 2003 года установлена устойчивая модемная связь, в результате чего задержка данных минимальна, и при выполнении планируемых работ станция будет публиковать данные в реальном времени, даже при отсутствии на мыс Шмидта полноценного Интернета. Станция Москва (ИЗМИРАН) - модернизация в основном завершена. ИЗМИРАН курирует работы по техническому переоснащению российской сети станций КЛ, проводит разработку и изготовление новых образцов оборудования для сети станций, и в особенности для удаленных северных станций, где очень остро стоит вопрос с обслуживающим персоналом вообще, а с квалифицированным обслуживающим персоналом - особенно. Анализ модуляционных эффектов солнечных КЛ по наземным наблюдениям КЛ. ПГИ – По данным наземной сети нейтронных мониторов с помощью оригинальной методики, включающей методы оптимизации и расчеты траекторий КЛ в современных моделях магнитосферы получены параметры потоков и спектров релятивистских солнечных протонов (РСП) и исследована их динамика в крупных событиях 14.07.2000 г. и 15.04.2001 г. Показано существование двух популяций частиц: быстрой и медленной (запаздывающей). Быстрая компонента наблюдается в начальной фазе события РСП. Она характеризуется импульсообразным временным профилем, жестким энергетическим спектром, имеющим экспоненциальную форму и анизотропией, направленной от Солнца. Медленная компонента характеризуется более мягким энергетическим спектром и двунаправленной анизотропией. Существование двух популяций РСП интерпретируется в рамках представлений о двух различных источниках и механизмах ускорения этих частиц на Солнце. Показано, что вероятным источником быстрой компоненты РСП в короне может быть ускорение электрическим полем, возникающем в локальном импульсном процессе магнитного пересоединения. Возможным механизмом формирования энергетического спектра запаздывающей компоненты является стохастическое ускорение магнитозвуковой турбулентностью в области вспышки. Результаты опубликованы в 3-х работах. ИЗМИРАН-Готовность российской сети станций космических лучей работать как единый, многонаправленный прибор в режиме реального времени показали события на Солнце и в гелиосфере, происшедшие в конце октября-начале ноября 2003 года. Мониторинг всех трех наземных возрастаний проводился в реальном времени. Это относится к российским и американо-канадским станциям, поскольку мониторинг в реальном времени проводится в основном этими двумя группами станций. Никогда прежде мы не имели в реальном времени такой полной наблюдательной картины, включая наземные измерения космических лучей. Это уже сегодня позволяет планировать целый 3 ряд работ прогностического, методического и теоретического характера, базирующихся на возможностях такой сети. В 2003 году, а с середины июня до октября в особенности, солнечная активность была относительно низкой и вполне соответствовала фазе спада, которую сейчас проходит текущий солнечный цикл. Начало октября не предвещало особых событий. Однако во второй половине октября ситуация резко изменилась. Это стало ясно, когда 17 октября на восточном лимбе появилась группа пятен 484. Уже 19 октября эта группа стала по площади больше 1000 миллионных долей видимой солнечной поверхности, приобрела дельта-конфигурацию магнитного поля и начала генерировать большие вспышки. 22-23 октября она уже имела огромную площадь, более 1700 миллионных. В эти же дни на видимый диск Солнца вышла группа 486, которая оказалась еще больше и еще опаснее. 26 октября группа 486 имела 94 пятна площадью около 2200 миллионных и множественные дельта-структуры. 29 октября эта группа пятен увеличилась до 2200 миллионных и стала самой большой активной областью текущего солнечного цикла. Она в центре солнечного диска и уже создала серию Рис.1. Распределение пятен на момент 28 очень больших вспышек. 29-30 октября октября 2003 года. Группа пятен 486 появилось еще несколько быстро источник всех трех наземных возрастаний развивающихся групп пятен. Одна из них космических лучей GLE 065, 066 и 067. (488) быстро приобрела дельта-конфигурацию и площадь более 1400 миллионных. За две недели число солнечных пятен выросло в пятнадцать раз и стало рекордным для 23-го цикла. Рекордно высоким оказался и поток радиоизлучения Мы имели 29-го октября редчайшую ситуацию, когда три огромные группы пятен (484, 486 и 488) одновременно находились на видимой части Солнца и соперничали в активности (рис. 1). После четырех месяцев полного отсутствия больших вспышек и почти полного отсутствия Рис.2. Серия вспышек 28-31 октября и их проявления. средних, в последний декаде октября наблюдалась одна из самых впечатляющих серий вспышек текущего цикла. Самые значительные из вспышек группы 484: X1.1/1N 19-го октября, X1.2/1N и M7.6/2N 26-го. Список группы 486 внушительнее: M9.9/SF 22-го, X5.4/1B и X1.1/1N 23-го, M7.6/1N 24-го, X1.2/1N 26-го, M5.0/SF, M6.7/SF 27-го. Вспышка X5.4 23-го октября стала самой большой рентгеновской вспышкой за последние 2 года. 4 Но даже на этом фоне резко выделяется вспышка X17.2/4B 28 октября (рис. 2), начавшаяся в 9:51 и достигшая максимума в 11:10 мирового времени (координаты S16E08). Это вторая по мощности рентгеновская вспышка в текущем солнечном цикле, Рис.3. Наблюдаемые вариации космических лучей в октябре – ноябре 2003 на нейтронном мониторе станции мыс Шмидта. немного уступившая только событию 2 апреля 2001 года. Она сопровождалась мощными радиовсплесками всех типов и ускорением заряженных частиц до энергии >7 GeV. Поток протонов с энергией >10 MeV, измеренный на спутниках GOES значительно превысил 10000 pfu, что соответствует радиационной буре 4-ой категории и позднее достиг максимума 29500 pfu. На многих нейтронных мониторах было зарегистрировано наземное возрастание солнечных космических лучей (GLE 065), в некоторых пунктах составившее около 50%. Это второе по величине GLE 23-го цикла. Рис.4. Вспышка X17.2/4B 28 октября, начавшаяся в 9:51 и достигшая максимума в 11:10 мирового времени (координаты S16E08). Слева-коронограф С3 на SOHO, справа- C2 Во время вспышки наблюдался очень большой, плотный и быстрый выброс солнечного вещества, со скоростью >2100 km/s (рис. 4). Межпланетная ударная волна достигла Земли 29 октября в 6:13 UT, всего через 19 часов после вспышки. Это самый быстрый приход межпланетного возмущения за время современных наблюдений солнечной активности. После прихода ударной волны началась исключительно большая магнитная буря и очень большое Форбуш-понижение. Уже в первые часы Kp-индекс геомагнитной активности 5 достиг предельно высокой величины 90. За последние 15 лет такое случается только в третий раз. На некоторых нейтронных мониторах Форбуш-понижение превысило 25% (рис. 3). На низкоширотных нейтронных мониторах (Рим, Афины, Mexico спад около 15 %). Даже на мюонном телескопе в Нагойе (Япония) спад был более 10 %. Это безусловно – самый большой Форбуш-эффект в текущем солнечном цикле и один из самых больших за всё время наблюдений. Этому не приходится удивляться, потому что мы видели протяженное возрастание напряженности межпланетного магнитного поля до 60 nT (рис. 5). Рис.5. Вечером 29-го группа 486 генерировала еще одну гигантскую протонную вспышку (X10.0/2B S15W02) с радиовсплесками 2-го и 4-го типа, большим потоком ускоренных частиц и ярким и быстрым (скорость почти 2000 км/с) выбросом вещества. На Земле вновь зарегистрировано GLE 066 (второе за два дня), хотя и уступающее первому по величине (около 40 % на HM South Pole). Интенсивность галактических космических лучей упала 29 октября до одного из самых низких уровней за все время наблюдений. В последние 30 лет она была ниже только в июне 1991. Впервые за последние десятилетия две такие большие вспышки подряд произошли в центре диска. Вторая ударная волна оказалась почти столь же быстрой, как и первая. Рис. 6. Полярные сияния наблюдавшиеся 29-31 октября 2003 года до широт Флориды и Техаса в США и во многих европейских странах. После ее прихода геомагнитная активность вновь выросла до уровня исключительно большой бури. Полярные сияния наблюдались 29-31 октября 2003 года до широт Флориды и Техаса в США и во многих европейских странах (рис. 6), в том числе в Московской области (Троицк) (рис.7). 6 Рис.7 Полярное сияние 29.10.03 в Троицке, Московская область Рис.8. Временной ход возрастания на некоторых станциях КЛ Вечером 2 ноября началась новая серия мощных вспышек. Сначала еще одна гигантская протонная вспышка (X8.3/2B S14W56, начало 1703 UT) вновь произошла в группе 486. Вновь ей сопутствовал полный набор спорадических явлений: радиовсплески 2-го (cоответствующих очень быстрой ударной волне) и 4-го типа, большим потоком ускоренных частиц и полное гало. На Земле зарегистрирован третий GLE 067 (вновь около 40 % на HM South Pole). 3 ноября эстафету подхватила активная область 488. До этого дня она много дней была очень большой и сложной, но не создавала вспышек >M2. 3 ноября она генерировала сразу 2 мощных вспышки подряд (X2.7/2B N10W83, начало 0109 UT и X3.9/2F N08W77, начало 0943 UT) с интервалом только 8 часов. События GLE 065 и GLE 066 вызваны вспышками вблизи центра диска и поэтому очень больших наземных возрастаний не следует ожидать. Для них характерно преобладание изотропной составляющей, поскольку частицам приходится двигаться поперек магнитных силовых линий (рис. 8, рис. 10). Однако в начальный момент для станций, например, McMurdo, Норильск, мыс Шмидта, которые собирают частицы малых жесткостей примерно с одинаковых ассимптотических направлений (левая часть рис.9) присутствует большая анизотропная составляющая (правая часть рис.9). 7 Рис.9. Временной ход возрастания на некоторых станциях и их ассимптотические направления прихода частиц. Рис. 9. Временной ход возрастания на некоторых станциях и их ассимптотические направления прихода частиц. Наземное возрастания GLE 067, казалось, следовало бы ожидать очень большой Рис. 9. Временной ход возрастания на некоторых станциях и их ассимптотические направления амплитуды. Группа пятен 486, которая явилась прихода частиц.источником этого возрастания 2 ноября 2003, находилась на западном краю диска, и это создавало все условия для беспрепятственного прохождения частиц к Земле. Однако, серия вспышек за предшествующие сутки привела к образованию больших межпланетных магнитных возмущений, которые экранировали ускоренные частицы во время этого события. В Рис.10. Временной ход возрастания на некоторых станциях и их ассимптотические направления прихода частиц. Рис.11. Распределение групп пятен на момент 4 ноября 2003 года. первую очередь это был фронт, созданный ударной волной от вспышки M3. Это привело к тому, что только ускоренные частицы самых высоких энергий смогли выйти из этой области, т.е. не было условий для прохождения малоэнергичных протонов к Земле. Наземное возрастание оказалось очень коротким и заметным даже на низкоширотных станциях. Ударная волна от выброса, связанного с X8.3 вспышкой, пришла к Земле в 0627 UT 4 ноября. Вновь мы увидели существенное усиление 8 геомагнитной активности, правда, кратковременное, и короткий Форбуш-эффект. Но самые интересные события произошли вечером 4 ноября 2003 года. Уже уходя за лимб, группа 486 выдала самую большую вспышку не только в серии, но и в истории рентгеновских наблюдений (X17.4+/3B S19W83, начало 19:29 UT, максимум 19:53 UT). Реальная интенсивность вспышки была много выше, чем X17 и даже X20, поскольку детектор GOES 12 минут был в насыщении. Вспышку сопровождал полный набор радиовсплесков и очень мощный выброс вещества. Лимбовое положение источника не помешало этому CME дать full halo. Было и протонное возрастание как для >10 MeV, так и для >100 MeV энергий. Затянутый профиль и относительно небольшая величина возрастания и отсутствие GLE, по-видимому, связаны с экранирующим эффектом межпланетных возмущений от ряда солнечных событий 3 ноября. Это экранирующее влияние оказалось более эффективным, чем 2 ноября и это, видимо, одна из причин несостоявшегося аналога наземного возрастания 23 февраля 1956 года. Об особенностях GLE 65 (ПГИ): По данным нейтронных мониторов в Апатитах и в обсерватории Баренцбург на архипелаге Шпицберген зарегистрирован комплекс аномальных событий в космических лучах. сопровождавший всплеск солнечной активности в период с 23 октября по 4 ноября 2003 г. Необычное повышение солнечной активности на фазе спада 23-го цикла было связано с прохождением по видимому диску Солнца активной области AR 0486. Вспышки и корональные выбросы вещества (КВВ), происходившие в этой области отличались высокой геоэффективностью. По данным Рис.12. Временной ход возрастания на некоторых нейтронных мониторов в Апатитах и обсерватории станциях. Баренцбург, а также сети станций на территории России и за ее пределами наблюдалось 3 форбушэффекта с амплитудой до 5-6 %: 21, 24, 28 октября 2003г. ФорбушРис.13. Серия вспышек 2-5 ноября и их проявления. понижение интенсивност и ГКЛ 30.10.03 имело величину 30%, т.е. интенсивность космических лучей уменьшилась сразу на треть и восстановилась до прежнего уровня только после 8.11. Такие большие форбушэффекты наблюдаются исключительно редко (например, 4.08.1972, 15.02.1978, 12.05.1991) и свидетельствуют о необычно сильном возмущении межпланетной среды. Активная область AR 0486 произвела также 3 события с релятивистскими солнечными космическими лучами. 9 Рис.14. Вариации скорости счета на нейтронных мониторах Баренцбург, Апатиты и Оулу в период с 18.10 по 4.11. 2003 г. Заштрихованы возрастания, связанные с релятивистскими солнечными протонами: события GLE 28.10, 29.10 и 2.11. 2003 г Солнечная вспышка балла 4В/Х17.2 начало, максимум и конец в Х-лучах 09.51 11.10 11.24 произошла в активной области AR 0486. Гелиокоординаты вспышки S16E08. Вспышку сопровождал очень большой мощности радиовсплеск в см и метровом диапазонах. Необычно большое по мощности радиоизлучение II типа в метровом диапазоне сопровождавшее вспышку свидетельствовало о сильном протонном событии. Нейтронный монитор в Апатитах зарегистрировал возрастание 8 % по 5-мин данным, что ниже, чем в Москве (14 %), несмотря на то, что геомагнитный порог ст. Москва (2.46 ГВ) выше, чем для ст.Апатиты (0.65 ГВ). Из-за падающего спектра СКЛ Апатиты должны регистрировать значительно большее возрастание, чем Москва, что обычно и наблюдается. Объяснить эту и другие особенности события 28 октября 2003 г., помогает анализ с использованием расчетных асимптотических направлений прихода протонов в диапазоне жесткостей от атмосферного обрезания ~1 ГВ (430 МэВ) до 10 ГВ (граничная жесткость в спектре солнечных космических лучей). Расчет проводился путем интегрирования уравнения движения частицы с отрицательным зарядом и массой протона с данной жесткостью, выпущенной вертикально вверх с высоты 20км над данной станцией. Высота 20 км выбрана как средняя высота образования вторичных нейтронов, которые дают вклад в счет нейтронного монитора. Интегрирование уравнений движения проводилось методом Рунге-Кутта порядка 4-5. При расчетах использовалась модель магнитосферы Цыганенко 2001. 10 Рис. 15а. Асимптотические конусы приема в солнечно –эклиптических координатах (GSE) для ряда станций нейтронных мониторов: Ou-Оулу, Ap- Апатиты, Mo- Москва, NRLНорильск, Ti- Тикси, Mg- Магадан, CS- Мыс Шмидта, Th- Туле Bar- Баренцбург, S-PЮ.Полюс, McM- Мак-Мердо. Направления прихода к границе геомагнитного поля протонов с граничными жесткостями 1 и 10 ГВ - цифры у концов конусов. Звездочкой и крестиком показаны, соответственно, направления вдоль межпланетного магнитного поля (ММП) по данным КА АСЕ от Солнца и к Солнцу. Рис.15 б,в,г. б). Профили возрастания на нейтронных мониторах Москва и Апатиты; в). то же на ст. Апатиты, Оулу и Баренцбург, г). то же на ст. Мыс Шмидта, Тикси и Апатиты Таким образом, асимптотический конус станции Мыс Шмидта (CS-Cape Smidt) ориентирован близко к направлению на Солнце вдоль ММП. На анизотропной фазе события эта станция зарегистрировала возрастание значительно большее того, которое наблюдалось на станциях Апатиты и Оулу, асимптотические конусы которых смотрели в сторону, противоположную от Солнца. Ст. Тикси, асимптотический конус которой находился на большем удалении от направления на Солнце, также регистрировала значительно меньшее возрастание. Ст Москва имея сильно вытянутый в восточном направлении асимптотический конус могла принимать значительную долю прямого 11 потока солнечных протонов через низкожесткостную часть асимптотический конус, а также за счет пенумбры. В этом ст. Москва имела преимущество перед ст. Апатиты и Оулу, «смотревшими» в обратную от Солнца сторону. Ст Баренцбург, как видно из рис. 2 а «смотрела» прямо в эклиптический зенит и могла принимать только рассеянную изотропную компоненту СКЛ. Возмущения межпланетной среды, вызванные прохожденим CME от солнечных вспышек, приводят к нарушениям в работе систем связи, различных электронных систем, линий электропередач. Так, из-за солнечной активности 29.10.03 вышел из строя японский спутник связи "Кодама". Кроме того, у некоторых людей обостряются хронические заболевания. Многолетние наблюдения и анализ модуляционных эффектов галактических КЛ. ИЗМИРАН- Анализ геоэффективных межпланетных возмущений за период с 1977 по 1998 гг. показал, что корональные выбросы и межпланетные возмущения, вызвавшие выделенные нами Форбуш-эффекты, отличали большие размеры и более сложная структура по сравнению с остальными. Межпланетная и геомагнитная обстановка перед этими событиями уже, как правило, была возмущённой и они чаще всего были связаны более чем с одним солнечным источником. Во многих эффективных событиях Земля попадает только в периферийную область межпланетного возмущения. Главная часть возмущения при этом проходит в стороне от Земли (как правило, восточнее), оказывая тем не менее сильное и продолжительное модулирующее влияние на космические лучи у Земли. В любой фиксированный момент времени область, занятая Форбуш-эффектом, значительно больше, чем размер межпланетного возмущения. В любой фиксированной точке, где наблюдается эффект в космических лучах, он будет значительно превосходить по продолжительности эффект в ММП. Особо высокая модулирующая способность выделенных возмущений связана с тем, что область высокой модуляции КЛ существенно шире области высокой напряжённости ММП и сдвинута по отношению к ней. В этих случаях наблюдения космических лучей дают лучшее представление об истинной мощности возмущения, чем околоземные измерения солнечного ветра. Используя многолетний непрерывный наземный (рис.15а,б) и околоземный мониторинг вариаций КЛ и результаты многолетних наблюдений магнитных полей Солнца, полученных на магнитографах и восстановленных из наблюдений H волокон проводится Рис.16а Долговременные наблюдения вариаций космических на станциях: Москва, Апатиты, Иркутск, Иркутск-2 (2000 м) и Иркутск-3(3000 м) 12 Рис.16б Долговременные наблюдения вариаций космических на станциях: Магадан, Новосибирск, мыс Шмидта, Тикси, Якутск изучение связи модуляции галактических космических лучей с эволюцией глобального магнитного поля Солнца. Показано, что по запаздыванию изменений потока КЛ относительно проявлений солнечной активности имеется возможность прогнозировать наблюдаемый в околоземном пространстве поток КЛ. Такой прогноз обеспечен надежными данными о вариациях КЛ и выбранными индексами солнечной активности, доступными в реальном времени или в близком к этому режиму и достоверной моделью модуляции КЛ, связывающей глубину модуляции КЛ с солнечной активностью. При прогнозировании потока КЛ у Земли на 1-12 месяцев вперёд, получено, что при прогнозе на следующий месяц коэффициент корреляции высок - 0.95. При прогнозировании на 12 месяцев вперед он уменьшается до 0.84. Показано, что в рамках предложенной модели магнитные поля внутренней гелиосферы намного важнее для модуляции КЛ, чем более удалённые поля, а влияние наклона токового слоя на модуляцию имеет крупномасштабный характер. ИКФИА- На основании обработки данных сети нейтронных мониторов методом глобальной съемки и анализа материалов регистрации подземного комплекса мюонных телескопов получены результаты о динамике частоты появления малых токов (анизотропии галактических КЛ). Установлено, что основные и длительные периоды с устойчивыми малыми токами (<0,2%) наблюдаются в минимумах солнечной активности независимо от полярности общего магнитного поля Солнца и конфигурации нейтрального слоя. На фазе спада четных циклов рекуррентные потоки солнечного ветра сопровождаются появлением периода с очень малыми токами. Уменьшение потоков происходит, в основном, при удалении Земли от нейтрального слоя в высокоскоростных потоках с отрицательным знаком ММП. ИСЗФ - На основе теоретического рассмотрения процессов изменения энергии заряженных частиц в регулярных электромагнитных полях солнечного короны и гелиосферы развит новый подход к проблеме модуляции космических лучей в межпланетном пространстве и исследованы возможности данного подхода для объяснения широкого класса вариаций интенсивности высокоэнергичных частиц, связанных с различными проявлениями солнечной активности в гелиосфере. Теоретическое рассмотрение процессов изменения энергии космических лучей в электромагнитных полях солнечного короны и гелиосферы проведено на основе решения уравнения движения частиц, а вывод выражения для описания жесткостного дифференциального спектра космических лучей – на основе решения кинетического уравнения в дрейфовом приближении в предположении постоянства плотности частиц 13 вдоль траекторий их движения в фазовом пространстве, т.е. при выполнении теоремы Лиувилля. Особое внимание уделено изучению спорадических явлений, таких как солнечные протонные события, корональные выбросы вещества и форбуш-эффекты, в периоды которых по данным наземных и спутниковых измерений исследованы временные профили интенсивности частиц различных энергий, определены их жесткостные спектры на различных фазах исследуемых событий. Определены мгновенные значения параметров полученного спектра по данным наземных и спутниковых измерений за длительные временные интервалы. Показано, что изменение интенсивности космических лучей (в рамках используемой модели) происходит, во-первых, вследствие временных вариаций и пространственной неоднородности потенциала индуцированного электрического поля, вовторых, вследствие ускорения частиц в петлеобразных структурах корональных и межпланетных магнитных полей, переменных во времени, и, в третьих, из-за ускорения фоновых частиц поляризационными электрическими полями, возникающими при распространении ускоренных в солнечной короне частиц в неоднородных полях гелиосферы (особенно в окрестности токовых слоев). Наклон жесткостного спектра космических лучей в энергетическом диапазоне от ~15 МэВ до энергий частиц, ларморовский радиус которых соизмерим с размером областей с нестационарными электромагнитными полями, определяется соотношением между тремя параметрами спектра, характеризующими изменение энергии частиц вследствие указанных механизмов. В области меньших энергий, по-видимому, необходимо учитывать дополнительный источник, обусловленный ускорением поляризационными электрическими полями фоновых частиц гелиосферы и солнечной короны. Предложенный механизм позволяет объяснить наблюдаемые временные профили интенсивности космических лучей в широком энергетическом диапазоне, гамма- и нейтронное излучение на начальных стадиях солнечных вспышек, обусловленных ядерными взаимодействиями высокоэнергичных протонов в солнечной атмосфере, и открывает возможности для осуществления мониторинга электромагнитной и радиационной обстановки на орбите Земли. ИКИР ДВО- Кроме непрерывной регистрации нейтронной компоненты космических лучей на ст. Магадан и Мыс Шмидта в течение 2003 г. дополнительно проведена регистрация нейтронных кратностей, т. е. количества нейтронов рожденных в каждом взаимодействии частиц космических лучей с ядрами мишени нейтронного монитора. По данным регистрации нейтронных кратностей проведен анализ вариаций энергетического спектра космических лучей для Форбуш-понижений и вспышек космических лучей. Спектрографическим методом определены вариации жесткости геомагнитного обрезания в магнитосфере и вариации параметров энергетического спектра космических лучей при его представлении в степенном виде. Практически доказана возможность непрерывного мониторинга вариаций энергетического спектра космических лучей по данным только одного регистрирующего устройства в одной точке наблюдения при использовании способа регистрации нейтронных кратностей, разработанного и примененного на ст. Магадан. Известными до настоящего времени методами это можно выполнить только несколькими регистрирующими устройствами в нескольких точках наблюдения. Выполняется исследование вариаций энергетического спектра космических лучей для суточных, 27-дневных, годовых и других известных типов вариаций по данным регистрации интенсивности космических лучей и нейтронных кратностей на ст. Магадан и Мыс Шмидта. Используя полученные результаты наземных наблюдений КЛ сотрудниками станций опубликованы научные статьи в журналах и трудах конференций. 14 Опубликовано: 1. Vashenyuk E.V., Balabin B.B., Gvozdevsky B.B. Relativistic solar proton dynamics in large GLEs of 23 solar cycle // Proc. 28th Int.Cosmic ray Conf. Tsukuba, Japan, July 31-August 7, 2003, Tsukuba, Japan, 2003, Tsukuba, Japan,.6, P.3401-3404. 2. Perez-Peraza J., Gallegos-Cruz A., Vashenyuk E.V., Miroshnichenko L.I. Efficiency for RSP acceleration in the 14.07.2000 and 15.04.2001 events // Proc. 28th Int.Cosmic ray Conf. Tsukuba, Japan, July 31-August 7, 2003, Tsukuba, Japan, 2003, Tsukuba, Japan,.6, P.3327-3330. 3. Вашенюк Э.В., Мингалев О.В., Гвоздевский Б.Б. Динамика спектров и проблемы генерации релятивистских солнечных протонов. Модельные исследования // Изв. РАН сер. физ. 2003 Т.67, С.455-458. 4. A. V. Belov, E. A. Eroshenko, B. Неber, V. G. Yanke, A. Raviart, R. Muller-Mellin, H. Kunov. “Latitudinal and radial variation of >2 GeV/n protons and alpha particles in the southern heliosphere at solar maximum: Ulysses COSPIN KET and neutron monitor network observations”, Annales Geophysicae, 21, 6, 1295, 2003. 5. A. V. Belov, J. W. Bieber, E. A. Eroshenko, P. Evenson, R. Pyle, and V. G. Yanke, “CR anisotropy before and during the passage of major solar wind disturbances”, . Jornal Advances in Spase Res., v.31, N4, pp. 919-924, 2003. 6. A. В. Белов, Р. Бьютикофер, E. A. Ерошенко, Э. Флюкигер, В. A. Оленева, В. Г. Янке. Возмущения межпланетного магнитного поля, наиболее эффективно модулирующие космические лучи. Изв. РАН, сер. физ., т. 67, N4, 511-514, 2003. 7. А.В.Белов, Е.А. Ерошенко, Р. Мюллер-Меллин, Б.Хибер, В.Г.Янке, Х.Кунов. “Широтные и радиальные вариации протонов и альфа частиц с энергией >2 GeV/n в южной гелиосфере в максимуме солнечной активности: наблюдения на КА Ulysses сети нейтронных мониторов”. Геомагнетизм и Аэрономия, т.43, N.4, с.1-9, 2003. 8. A.V. Belov, L.I. Dorman, E.A. Eroshenko, L.I. Gromova, N. Iucci, O.N.Kryakunova, A.E. Levitin, M. Parizi, N. G. Ptitsyna, M. I. Tyasto, E. S. Vernova, G. Villoresi, V.G. Yanke, “The relation between malfunctions of satellite at different orbits and cosmic ray variations”, Proc. 28th ICRC, V.7, p. 4213-4216, 2003 9. A.V. Belov, R. Butikofer, E.A. Eroshenko, E.O. Flukiger, V.A. Oleneva, V.G.Yanke. “Interplanetary magnetic field disturbances with particularly large cosmic ray modulation efficiency”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3581, 2003. 10. A.Struminsky, “Prolonged release of 100 MeV solar Protons in the GLE events of 19972002”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3581, 2003. 11. A.Struminsky, “On accuracy of solar cosmic ray anisotropy and intensity deduced from NM data”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3419, 2003. 12. A.Struminsky, “Interacting and escaping 100 MeV solar Protons observed on 11 and 15 june 1991”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3515, 2003. 13. L.I. Dorman, B.A. Shakhov, M. Steglik, “The second order pitch-angle approximation for the cosmic ray Fokker-Planck kinetic equations”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3535-3538, 2003 14. V Kozlov, K. Kudela, S. Starodubtsev, A. Turpanov, I. Usoskin, V Yanke, “Real-time Cosmic Ray Database (RECORD)”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3473-3476, 2003 15. V Kozlov, K. Kudela, S. Starodubtsev, A. Turpanov, I. Usoskin, V Yanke, “Neutron monitor data base in real time”, Italy, 16. Kudela, S., V Kozlov, K., Starodubtsev, A. Turpanov, I. Usoskin, V Yanke, “Neutron monitor data base in real time”, Proc. ISCS Symposium 2003, Solar variability as an input to the earths environment, Tatranska Lomnica, p. 96, 2003. 17. А. В. Белов, Р. Т. Гущина, В. Н. Обридко, Б.Д. Шельтинг, В. Г. Янке, О возможности прогнозирования долговременных вариаций галактических космических лучей, Изв. РАН, сер. физ. т. 67. стр.508, 2003. 18. М.В. Алания, Гил А., Р. Т. Гущина, К. Искра, М. Силушик. Особенности распространения галактических космических лучей при учете широтного распределения корональной активности Солнца, 2003. Изв. РАН, сер. физ. т. 67. стр.505. 19. Gushchina R.T., M.V. Alania, A. Gil, K. Iskra, M.Siluszyk, Real distribution of the coronal green line intensity and modeling study of galactic cosmic ray propagation, 2003. Proc. 28th ICRC, v.7, p.3875. 15 20. Belov A.V., R.T. Gushchina, V.N. Obridko, B.D. Shelting, V.G. Yanke. The possibility to forecast long-term variations of galactic cosmic rays. 2003. NATO Advanced Research Workshop “Effect of space weather on technology infrastructure”, Abstract Book, p.19. 21. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Gerasimova S.K., Grigoryev V.G., Mamrukova V.P., Skripin G.V., Semi-diurnal variation of galactic cosmic rays // Proc. 28th ICRC. Tsukuba.2003,v.7/7. P.3989-3992. 22. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Gerasimova S.K., Grigoryev V.G., Mamrukova V.P., Skripin G.V., Variation of high-energy cosmic ray anisotropy with a solar activity cycle// Proc. 28th ICRC. Tsukuba.2003,v.7/7. P.3985-3988. 23. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Gerasimova S.K., A simple model of cosmic ray modulation in the heliosphere // Proc. 28th ICRC. Tsukuba.2003,v.7/7. P.3799-3802. 24. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., Skripin G.V., Chuprova V.P., Dinamics of the cosmic ray current behaviour during large-scale solar wind disturbances // Proc. 28th ICRC. Tsukuba.2003,v.6/7. P.3613-3616. 25. Krymsky G.F., Krivoshapkin P.A., Grigoryev V.G., Skripin G.V., Chuprova V.P., Prikhoodko A.N., Investigation of small currents of galactic cosmic rays// Proc. 28th ICRC. Tsukuba.2003,v.7/7. P.3921-3924. 26. A.Struminsky, “Prolonged release of 100 MeV solar protons in the GLE events of 19972002”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3317, 2003. 27. A.Struminsky, “Interacting and escaping 100 MeV solar protons observed on 11 and 15 june 1991”, Proc. 28-th ICRC, V.6, p. 3515, 2003.
