ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера
Сибирского отделения Российской академии наук
ИКФИА СО РАН

Результаты 2016

1. Обеспечена непрерывная работа спектрографа космических лучей (КЛ) им. А.И. Кузьмина и нейтронного монитора в Полярной геокосмофизической обсерватории Бухта Тикси. Данные регистрации в режиме реального времени доступны всем заинтересованным пользователям сети Интернет на сайте Института по адресу: http://www.ysn.ru/ipm. Одновременно 1-мин измерения нейтронных мониторов передаются в международную базу данных, созданную в рамках Европейского рамочного проекта FP7 №213007 «Real-time database for high resolution Neutron Monitor measurements (NMDB)». Обращение к базе данных позволяет оперативно оценивать качество получаемой информации и использовать ее для решения различных задач.

2. С целью повышения достоверности прогноза прихода крупномасштабных возмущений солнечного ветра на основе метода глобальной съемки, проведен дальнейший ретроспективный анализ поведения зональных компонент изотропной части и первых двух сферических гармоник функции распределения интенсивности КЛ в периоды геомагнитных бурь (Dst<- 50nT) наблюдавшихся в 2011-2013 гг. и в 2015 г. Проведенные исследования поведения зональных компонент С00, С10 и С20 показали, что увеличение значения (>0.7%) любой одной из этих компонент или их суммы (>0.8%) практически всегда предшествует началу магнитной бури. На рис. 1 приведены примеры Dst-вариации во время геомагнитных бурь и возрастания значений отдельных и сумм различных зональных компонент. Горизонтальными штриховыми линиями указаны уровни, превышения над которыми можно считать указанием на появление предиктора геомагнитной бури.

Рис. 1. Примеры Dst-вариации и возрастаний положительных значений амплитуд различных зональных компонент распределения КЛ С00, С10 и С20 и их сумм, во время геомагнитных бурь.

3. По данным измерений Якутского спектрографа КЛ им. А.И. Кузьмина, проведены оценки показателя энергетического спектра γ форбуш-понижений, наблюдавшихся в 2011-2015 гг. и зарегистрированных нейтронным монитором и мюонными телескопами но уровнях 0, 7, 20 и 40 метров водного эквивалента (м в.э.), что необходимо для более точной оценки показателя спектра. Согласно раннее определенных нами среднегодовых значений показателя энергетического спектра γ за 1985-2012 гг. и вновь рассчитанным за 2011-2015 гг. (Рис. 2) следует, что в максимуме 24 цикла солнечной активности наблюдался более мягкий, чем в 22-м, энергетический спектр форбуш-понижений интенсивности КЛ.

Рис. 2. Числа солнечных пятен R и среднегодовые значения показателя степенного спектра форбуш-понижений γ за 1985-2015 годы.

4. По данным многонаправленных мюонных телескопов ст. Нагоя были получены среднемесячные значения компонент векторной и тензорной анизотропии КЛ: симметричная суточная R11, антисимметричная суточная R21  и полусуточная R22, за продолжительный интервал времени с 1971 по 2015 гг. (рис. 3). Показано, что амплитуды всех трех компонент имеют положительную корреляцию с циклами солнечной активности — испытывают 11-летние вариации.

Рис. 3. Амплитуды A11, A21, A22 и фазы φ11max, φ21max, φ22max компонент векторной и тензорной анизотропии КЛ R11, R21, R22 соответственно, по данным ст. Нагоя за период с 1971 по 2015 гг. Тонкими кривыми показаны среднемесячные значения, жирными — скользящее среднее по 12 точками.

5. Модернизация большой ионизационной камеры АСК-1.

Была разработана принципиальная схема электронного электрометра с зарядочувствительным усилителем. На ионизационной камере АСК-1 были проведены испытания рабочего макета электронного электрометра с полевым транзистором на входе. Анализ экспериментальных данных показал принципиальную возможность снятия заряда с камеры с помощью электрометра с полевым транзистором на входе. Однако, для стабильной и качественной работы, нужен прецизионный электрометр желательно заводского изготовления с использованием качественных высокоомных материалов.

6. Исследование анизотропии космических лучей во время крупномасштабных возмущений солнечного ветра.

С целью прогноза космической погоды в режиме реального времени продолжены работы по усовершенствованию метода глобальной съемки и гармонического анализа данных станций Якутск. http://www.ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/currents_real_time.html

7. Исследование динамики тензорной анизотропии космических лучей во время нестационарных явлений в солнечном ветре.

С помощью метода глобальной съемки на основе данных мировой сети нейтронных мониторов были рассчитаны изотропная R00, первая R10 и вторая R20 зональные, симметричная R11 и антисимметричная R21 суточная и полусуточная R22 составляющие векторной и тензорной анизотропии КЛ:

7.1. Была определена временная динамика компонент векторной и тензорной анизотропии КЛ во время прохождения крупномасштабных возмущений солнечного ветра. Анализ поведения этих компонент позволяет заключить;

— резкое увеличение скорости солнечного ветра и напряженности ММП вызывают кратковременное увеличение северо-южной асимметрии КЛ (скачок второй зональной гармоники R20) (рис. 4),

— во время фазы спада интенсивности КЛ преобладает конвективный ток КЛ, а в период восстановления – диффузионный вдоль ММП к Солнцу (рис. 5а),

— компоненты R21 (рис. 5б) и R22 (рис. 5в) во время прохождения крупномасштабных возмущений солнечного ветра испытывают резкие амплитудно-фазовые колебания, отражающие сложную структуру возмущения.

Рис. 4. Скорость солнечного ветра Vсв, модуль напряженности ММП |B|, первая R10 и вторая R20 зональные гармоники и изотропная интенсивность R00 в ноябре 2001 г. и ноябре 2004 г. Красными вертикальными линиями указаны моменты приходов возмущений солнечного ветра к Земле.
Рис. 5. Векторная диаграмма поведения R11 (а),R21 (б) и R22 (в) во время форбуш-понижений произошедших в ноябре 2001 г. и ноябре 2004 г. Цифрами возле кривых указаны дни месяцев. Красными треугольниками указаны моменты приходов возмущений солнечного ветра к Земле.

7.2. Было проведено исследование поведения компонент векторной и тензорной анизотропии КЛ во время событий пересечения Землей нейтрального токового слоя за 23-24 циклы солнечной активности. Результаты анализа 203 отобранных событий показали;

— Во время переходов между секторами наблюдаются резкие спады изотропной составляющей R00  (рис. 9). Такое поведение R00 объясняется возникновением магнитной пробки в области взаимодействия быстрых и медленных потоков солнечного ветра в нагоняющем и отстающем секторах, которая препятствует распространению частиц,

— При переходе Земли с отрицательного сектора в положительный, наблюдается увеличение положительного значения R10, а при обратном переходе наблюдается его уменьшение (рис. 9),

— Установлено, что вариации R11, R21 и R22, и не обнаруживают значительных изменений во время пересечений Землей нейтральной поверхности (рис. 10).

Рис. 6. Наблюдаемые вариации R00 ,R10 и R20, и за 4 дня до и 5 дней после пересечения Землей нейтрального токового слоя. Моменты пересечений указаны вертикальными пунктирными линиями. Красными линиями указаны случаи перехода Земли с отрицательного сектора ММП к положительному (-/+), черными — при переходе с положительного к отрицательному (+/-). Левая колонка в случае положительной полярности общего магнитного поля Солнца (qA>0) и правая — при отрицательной (qA<0).
Рис. 7. Векторная диаграмма поведения компонент R11,R21 и R22, и наблюдаемых за период 4 дня до и 5 дней после пересечения Землей нейтрального токового слоя.
ЛКЛВЭ
Сотрудники
История лаборатории
Воспоминания
Результаты
Публикации
Гранты
Диссертации
Полезные ссылки
Фотогалерея
Free business joomla templates