Physics of auroral phenomena : proceedings of the 40th annual seminar, Apatity, 13-17 March, 2017 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2017. - 143 с. : ил., табл.

ДОЛГОВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЖЕСТКОСТЕЙ ГЕОМАГНИТНОГО ОБРЕЗАНИЯ ЗА ВЕСЬ ПЕРИОД МОНИТОРИНГА КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ Б.Б. Гвоздевский1, А.В. Белов2, Р.Т. Гущина2, Е.А. Ерошенко2, П.Г. Кобелев2, В.Г. Янке2 1Полярный геофизический институт РАН (ПГИ) 2Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им Н.В.Пушкова РАН (ИЗМИРАН) А ннотация . В работе методом траекторных расчетов для модели IGRF для периода 1950-2020 года получены вертикальные жёсткости геомагнитного обрезания для Мировой сети нейтронных мониторов. Результаты расчётов свидетельствуют об общем понижении жесткостей геомагнитного обрезания в большинстве пунктов, что связано с общим понижением геомагнитного поля за рассматриваемый период. Введение Магнитосферный эффект космических лучей в настоящее время достаточно хорошо изучен. Тем не менее, современные требования к эксперименту в области солнечно-земной физики требуют более тщательного его исследования. Это связано с тем, что более чем за полувековой наблюдательный период космических лучей геомагнитное поле уменьшилось в среднем на 4%. Отметим, что при этом вклад высоких гармоник геомагнитного поля за этот период, напротив, увеличился на 30%. Кроме того, магнитные аномалии имеют общую тенденцию к дрейфу на запад, но с разной скоростью. В течение 20-го столетия недипольное поле дрейфовало на запад со средней скоростью 0.15 °/год [ Wei Zi-Gang et al., 2001]. Чтобы оценить для практических целей последствия такой большой перестройки магнитного поля с точки зрения магнитосферных эффектов космических лучей, необходимо получить жёсткости геомагнитного обрезания для сети станций для всего периода наблюдений, оценить долговременные изменения жесткостей геомагнитного обрезания космических лучей ретроспективно и выполнить прогноз на ближайшую перспективу. Кроме того, нужно оценить ожидаемые вековые вариации нейтронной и мюонной компоненты космических лучей, обусловленные геомагнитными вариациями. Под магнитосферным эффектом космических лучей понимается воздействие на внешний поток космического излучения изменений состояния магнитосферы. В изотропном приближении поток частиц N в пункте наблюдения можно представить следующим образом: N = [ j (R)m(R ,h0)5(R)dR=^ J(R)m(R,h0)dR, (1) где R - магнитная жёсткость частицы; J(R) - первичный спектр космических лучей; m(R,ho ) - аппаратная функция, т.е. интегральная кратность генерации частиц определенного типа в атмосфере Земли; дискретная функция д(R) (значения 1 или 0) обозначает, преодолеет или нет заряженная частица магнитосферу. Если эффективный порог разрешённой области обозначить Rc, то наблюдаемые вариации можно записать, как показано в правой части выражения (1). Характеристика Rc, определяемая как жёсткость геомагнитного обрезания, полностью определяется магнитосферой Земли и позволяет определить изменение изотропного потока космических лучей. Варьируя последнее выражение по всем возможным параметрам, а именно, Rc, m(R,h0 ) и J(R), для вариаций скорости счёта каждого детектора (индексы опущены) получим: атмосферные первичные-вариации магнитосферные t ------------------------------------------ ------------------------------------------■n г ------------------------------------л ------------------------------------ч - - = - ж / ( Л сД ) + Г W(R, h„) — (R, \ )dR + Г W(R, \ ~ (R)dR , (2) TV JRc т JR* J где слагаемые в изотропном приближении описывают три типа вариаций: магнитосферные, атмосферные и первичные вариации соответственно. В последнем выражении W(R,ho) - функция связи рассматриваемой вторичной компоненты космических лучей. Таким образом, магнитосферный эффект космических лучей дает первое слагаемое уравнения (2) и амплитуда определяется простым произведением 8RC и W(Rc,ho). Для решения обратной задачи восстановления спектра вариаций по данным наблюдений, из данных наблюдений следует исключить атмосферные и магнитосферные вариации, и привлечь актуальные жёсткости геомагнитного обрезания, т.е. первые два слагаемых перенести в левую часть уравнения. Обширные, и наиболее полные и систематические исследования магнитосферных эффектов космических лучей, в том числе их долгопериодных изменений, проведены в большой серии работ Shea и Smart [1965,1975, 2001]. Были вычислены глобальные распределения вертикальной жёсткости геомагнитного обрезания для “Physics of Auroral Phenomena", Proc. XL Annual Seminar, Apatity, pp. 89-93, 2017 © Polar Geophysical Institute, 2017 Polar Geophysical Institute 89