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 всех станций Мировой сети для девяти пятилетних эпох 1955 -1995 годов. Детали и ссылки можно найти в [Gvozdevsky et al., 2016]. Shea и Smart [1975] уже обращали внимание на неравномерность изменений планетарного распределения жесткостей геомагнитного обрезания за 20 лет с 1955 по 1975 г., особенно в северной и южной акватории Атлантического океана. В южной части Атлантического океана наблюдалось уменьшение жёсткости, в то время как в северной —сопоставимое увеличение вертикальной жёсткости обрезания. За последние четыре эпохи такие расчёты для действующей сети детекторов не проводились. Кроме того, за последние 20 лет в строй введены около трети новых нейтронных мониторов и создана сеть многонаправленных мюонных телескопов. Для этих детекторов жёсткость геомагнитного обрезания и асимптотические конусы приёма требуется определить впервые. Метод расчёта В настоящее время общепринятым и наиболее точным способом определения жёсткости геомагнитного обрезания является метод траекторных расчётов, основанный на решении уравнения движения заряженных частиц в геомагнитном поле [ Cooke et al., 1991; Gvozdevsky et al., 2016]. Задача решается численно методом Рунге-Кутта 4 порядка точности с адаптивным шагом. Частицы стартуют с высоты 20 км. Интегрирование завершается в трёх случаях: 1) частица вышла за пределы магнитосферы; 2) по истечении заданного времени полёта (если частица всё ещё не вышла из магнитосферы, то она считается захваченной); 3) радиус-вектор частицы оказывается меньше, чем (Re+20) к м (частица вернулась в атмосферу). В первом случае траектория помечается как разрешённая, в двух остальных — как запрещенная. В результате формируется дискретная функция, принимающая значения "0" и "1" для всех значений жесткостей с шагом 0.001 ГВ. Привлекается модель главного магнитного поля IGRF, начиная с 1900 года по 2015 года с пятилетним интервалом. С учётом вековой вариации геомагнитного поля модель продолжена до 2020 года [Model 1GRF- 12, 2015]. В целях прогноза поле продолжено также до 2050 года линейной экстраполяцией всех коэффициентов разложения. Поле представлено 13-ю сферическими гармониками, но прогностическая модель ограничена 8-ю гармониками. В последнее десятилетие для таких задач другими авторами используется программный комплекс PLANETOCOSM1CS Geant4 v6 [Desorgher, 2006], на базе которого выполнены, например, работы [Zreda, 2012; Herbst et al., 2013; Boschini et al., 2014; Doetinchem, 2017]. К сожалению, PLANETOCOSMICS в настоящее время не поддерживается для современной версии Geant4 vlO. Мы в данной работе использовали свою собственную программную реализацию расчёта траекторий. Обсуяедение результатов 1. Планетарное распределение изменений жесткостей обрезания. С шагом 5 лет для сети станций нейтронных мониторов для эпох с 1900 по 2050 были выполнены расчёты планетарных распределений жесткостей геомагнитного обрезания для сетки 5° по широте и 15° по долготе. Цифровые результаты для всех эпох можно найти в таблицах Rc на сервере [Mag Effect, 2016]. На Рис.1, показано изменение планетарного распределения жесткостей геомагнитного обрезания за период 1950 - 2020 гг. Области наиболее сильных изменений находятся в северной и южной Атлантике. Но в первом случае наблюдается огромный восточный шлейф по линии Европа - Индийский океан, во втором случае огромный западный шлейф Тихий океан - Азия. 2. Жёсткости геомагнитного обрезания для мировой сети станций. За весь период непрерывного мониторинга космических лучей для 4-х групп станций на Рис. 2 показаны изменения жесткостей геомагнитного обрезания относительно эпохи 1950. Жёсткость геомагнитного обрезания одной группы станций (находящихся вблизи и на периферии аномалии в северной части Атлантики) увеличивается. Жёсткость геомагнитного обрезания другой группы станций (находящихся вблизи и на периферии аномалии в южной части Атлантики), напротив, уменьшается. Жёсткость геомагнитного обрезания достаточно существенно увеличивается, за счёт северо-атлантической аномалии, но в этом районе нет станций космических лучей, а на периферии аномалии 90 180? lim 60'W 0е ЪО4' Ш>»Е 2S0' Рисунок 1. Изменения планетарного распределения вертикальной жёсткости геомагнитного обрезания относительно эпохи 1950 [Mag Effect, 2016].
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz