Real-time monitoring of the behavior of the daily anisotropy vector of cosmic rays according to the data of neutron monitors at Yakutsk and Tiksi stations

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Since 2022, the Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy (SB RAS) for the first time has been continuously monitoring the forecast of terrestrial winds of space weather based on data from neutron monitors in Yakutsk and Tiksi. Preliminary studies during periods of geomagnetic disturbances in 2022. The peculiarity is that the results of this may provide an additional opportunity for their use for the purpose of forecasting large geomagnetic storms.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Важным направлением в области современных прикладных исследований космических лучей (КЛ) является прогноз геоэффективных возмущений солнечного ветра [1–3]. Поэтому, с целью прогноза наземных проявлений космической погоды, с начала 2008 г. в ИКФИА СО РАН, на основе гармонического анализа в режиме реального времени 1-часовых данных регистрации нейтронного монитора и наземного вертикального мюонного телескопа, входящих в состав Якутского спектрографа им. А.И. Кузьмина, проводится непрерывный мониторинг и анализ параметров суточной анизотропии КЛ [4–7]. Однако, из-за существенных различий в энергетических и приемных характеристиках приборов, а также значительной зависимости интенсивности мюонов от температуры атмосферы на разных аэрологических уровнях и отсутствия информации о ней, результаты расчетов параметров анизотропии КЛ зачастую расходятся между собой. Результаты этого мониторинга использовались для прогноза начал крупномасштабных возмущений солнечного ветра независимо от уровня их геомагнитных проявлений. С учетом приведенного, начиная с 2022 г. мы начали использовать данные нейтронных мониторов станций Якутск (24-NM-64) и Тикси (18-NM-64) [8], входящих в состав уникальной научной установки «Российская национальная наземная сеть станций космических лучей». Данные регистрации этих детекторов являются полностью независимыми друг от друга. Эти станции значительно (почти на 10 градусов) разнесены по широте, но находятся практически на одном меридиане. Регистрируемая этими детекторами интенсивность нейтронов практически не имеет зависимости от температуры атмосферы, а зависит только от приземного давления, которое легко учитывается. В данной работе проведен предварительный анализ результатов нового мониторинга. Показано, что использование данных нейтронного монитора станции Тикси дает возможность получения дополнительных сведений для создания эффективной методики прогноза больших геомагнитных возмущений в приполярных областях Земли, где их негативные земные проявления наиболее заметны.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

При относительно невозмущенном солнечном ветре проводимый с 2022 г. мониторинг по данным станций нейтронных мониторов Якутск и Тикси в реальном времени дает устойчивые и практически совпадающие между собой результаты определения параметров вектора суточной анизотропии КЛ A1 [8]. В тоже время, предварительные исследования во время наблюдавшихся в 2022 г. геомагнитных возмущений с амплитудой A< –50 нТл показали, что наблюдаемое в эти периоды поведение вектора суточной анизотропии КЛ по данным этих станций может сильно отличаться как до начала магнитной бури, так и после.

С учетом одновременного наличия непрерывных данных на обеих станциях, было проведено сравнение результатов гармонического анализа для 4 из 6 наблюдавшихся в 2022 г. геомагнитных бурь с амплитудой Dst-индекса A < –50 нТл [9]: 9–10 февраля, 12–13 марта, 13–14 апреля и 26–27 мая. (рис. 1). Приведены поведение Dst вариаций и вектора суточной анизотропии КЛ A1, полученные по данным нейтронных мониторов в Якутске и Тикси в системе GSE. При геомагнитной буре в марте 2022 г. (рис. 1б) поведение векторов суточной анизотропии было практически одинаковым, но в остальных трех случаях до или после начала возмущений есть заметные отличия.

 

Рис. 1. Поведение Dst-индекса и векторов суточной анизотропии A1 до и после начала 4 геомагнитных бурь, по данным станций Якутск и Тикси в системе GSE. По вертикальной оси указана величина азимутальной компоненты a11 вектора суточной анизотропии A1

 

Как видно из рис. 1, поведение вектора A1 по данным нейтронного монитора станции Тикси (рис. 1а, 1в и 1г) более чувствительно к приближению геомагнитной бури, чем по Якутску, а для случая в апреле 2022 г. (рис. 1в), радиальная компонента после начала возмущения имеет даже другой знак. Таким образом, можно заключить, что эффекты модуляции в распределении КЛ в приведенных возмущениях по данным станций Якутск и Тикси имеют существенные расхождения, что, по-видимому, связано с геоширотной разницей их расположений. Необходимы дальнейшие исследования результатов проводимого мониторинга с целью определения новых характерных предикторов прихода крупномасщтабных геоэффективных возмущений солнечного ветра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предварительные результаты вновь созданного варианта мониторинга космической погоды по данным нейтронных мониторов станций Якутск и Тикси в реальном времени, указывают на дополнительные возможности в развитии методики прогноза больших геомагнитных возмущений в приполярных областях Земли. Это, по-видимому, связанно с особенностями модуляции распределения КЛ в высоких геоширотах. Необходимы дальнейшие исследования с целью повышения эффективности прогноза геомагнитных возмущений.

Работа выполнена в рамках темы государственного задания (регистрационный номер ЕГИСУ НИОКТР 122011700180-7).

×

About the authors

A. S. Zverev

Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Yakutsk

S. A. Starodubtsev

Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Yakutsk

V. G. Grigoryev

Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Yakutsk

P. Yu. Gololobov

Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: ZverevAS@ikfia.ysn.ru
Russian Federation, Yakutsk

References

  1. Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Сергеев А.В. Способ прогноза спорадических геоэффективных возмущений солнечного ветра. Патент РФ № 1769602. 1995.
  2. Munakata K., Bieber J.W., Yasue S. et al. // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 27457.
  3. Dorman L.I., Belov A.V., Eroshenko E.A et al. // Proc. 28th Intern. Cosmic Ray Conf. V. 6. (Tsukuba, 2003). P. 3553.
  4. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Кривошапкин П.А. и др. // Тр. Всерос. конф. ИЗМИРАН. (Троицк, 2006). С. 79.
  5. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А. // Сб. тр. 31 Всерос. конф. по косм. лучам. (Москва, 2010). С. MOD_09.
  6. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79. С. 703; Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2015. V. 79. No. 5. P. 649.
  7. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Гололобов П.Ю. // Изв. РАН. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 2. С. 219; Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Gololobov P. Yu. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2017. V. 81. No. 2. P. 200.
  8. https://ysn.ru/~starodub/SpaceWeather/current_NMs-real_time.html.
  9. http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dst_realtime/presentmonth/index.html.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Behaviour of the Dst-index and daily anisotropy vectors before and after the onset of 4 geomagnetic storms from data of Yakutsk and Tiksi stations in the GSE system. The vertical axis shows the value of the azimuthal component a11 of the daily anisotropy vector

Download (719KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».