БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1. БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Цель:► Вычислить по экспериментальным данным барометрические коэффициенты для различных типов детекторов для периода минимума солнечной активности 2009 года. ►На первом этапе оценку выполнить на базе однопараметрической модели, т.е. для корреляции скорости счета и атмосферного давления; на последующем этапе уточнить оценку барометрических коэффициентов на базе двухпараметрической модели, а в качестве второго параметра для исключения первичных вариаций космических лучей привлечь данные вариации опорной станции. ► Вычислить барометрические коэффициенты для различных типов детекторов для 2010 года. ► Вычислить барометрические коэффициенты для нескольких циклов солнечной активности по ретроспективным данных.

2. Оглавление ►Введение.►Датчики атмосферного давления.► Детекторы космического излучения:Нейтронный супермонитор 24nm64 (А/зал)Нейтронный супермонитор 12nm64 (Мирный) Нейтронный супермонитор 6nm64 (MCRL)Бессвинцовый монитор (эпитепловых нейтронов) 6nmE (MCRL) Детектор тепловых нейтронов 1nmT (MCRL)Счетчиковый мюонный телескоп CUBE (MCRL) Детектора эпитепловых нейтронов 23HeE (А/зал) Детектор тепловых нейтронов 15HeT(А/зал) Гамма датчик Gam20 с пороговой энергией 20 keV(А/зал) Гамма датчик Gam20 с пороговой энергией 600 keV(А/зал)► Данные датчиков давления. Выводы.► Экспериментальные данные детекторов КЛ. Выводы.► Метод.Точность оценок.► Результаты.► Заключение.► Литература.

3. Введение В атмосфере излучение поглощается по экспоненциальному закону , где L и β соответственно длина и коэффициент поглощения, которые зависят от энергии частиц. Во многих случаях вариации атмосферного происхождения, в частности обусловленные барометрическим эффектом .

4. Экспериментальные данные Сравниваются данные станций Москвы и, например, Апатит. Проблема в поведении станции Москва в апреле и октябре. С чем это связано? С большими изменениями давления и неправильным барометрическим коэффициентом? С плохим качеством самого давления? Или плохим качеством данных?

5. Датчики атмосферного давления Используются два типа датчиков атмосферного давления:струнный датчикдавления SD и объемный датчик давления VD. Стабильность SD датчика давления – несколько десятых долей mb.Стабильность VD датчика БРС-1M-1 0.33mb, БРС-1М-2 0.2 mb. Принцип действия датчиков основан на вибрационно-частотном преобразования сигнала. В случае струнного датчика давления происходит преобразованиеабсолютного давления, действующего на сильфонную коробку и связанной с ней струну в частоту. В случае объемного датчика давления происходит преобразованиеабсолютного давления в частоту на базе тонкостенного цилиндрического резонатора, служащего в качестве сильфона.

6. Датчики атмосферного давленияразных детекторов • Используются данные трех датчиков атмосферного давления • Струнный датчик давления - супермонитор 24nm64 • Датчик давления БРС-1M- 2×23HeE, 15HeT, Gam20, Gam600 • Датчик давления БРС-1M/W - 6nm64, 6nmE, 1nmT в составе MLCR • Датчик давления БРС-1M/L - Счетчиковый телескопв составе MLCR

7. Детекторы космического излучения nm64Moscow, Mirny, Newark MCRL: 6nm64,б/с 6nmE,CUBE Счетчиковый ТелескопCUBE Детектор эпитепловых нейтронов 23HeE. Детектор тепловых нейтронов 15HeT. Детектор тепловых нейтронов 1nmT. Cчетчики Гелий-2 (1000 мм) и СНМ-18 (300 мм) Гамма датчики Gam600 и Gam20

8. Детекторы космического излучения Нейтронный супермонитор 24nm64

9. Детекторы космического излучения MCRLНейтронный супермонитор 6nm64,б/с 6nmE, детектор тепловых нейтронов 1nmT

10. Детекторы космического излучения MCRLДетектор тепловых нейтронов 1nmT Детектор тепловых нейтронов 1nmT на основе борного счетчика СНМ-15

11. Детекторы космического излучения MCRLСчетчиковый мюонный телескоп CUBE • В результате совпадений выделяются и регистрируется • Мюоны 15 направлений –-7,…0,…+7 • Мюоны кубического телескопа (CUBE) • Заряженная компонента, регистрируемая ковром из 8 верхних и 8 нижних счетчиковв 2π геометрии (FLAT). Детали:http://cr0.izmiran.ru/gmdnet/Moscow.htm

12. Детекторы космического излучения MCRLСчетчиковый мюонный телескоп CUBE Геометрия телескопа (левыйрисунок ), матрица совпадений (правый) и выделение всех независимых направлений регистрации (левый нижний). 12

13. Детекторы космического излучения Бессвинцовый нейтронный монитор Три детектора эпитепловых нейтронов 23HeE.Каждый детектор состоит из 23 гелиевых счетчиковГелий-2

14. Детекторы космического излучения Детектор тепловых нейтронов Детектор тепловых нейтронов 15HeT, состоящий из 15 гелиевых счетчикаСНМ-18

15. Экспериментальные данныедетекторов космического излучения(Гамма датчики) Гамма датчик Gam20 с пороговой энергией 20 keV Гамма датчик Gam600 с пороговой энергией 600 keV

16. Экспериментальные данныедетекторов космического излучения Гелиевые счетчики Гелий-2 (1000 мм) и СНМ-18 (300 мм) 16

17. Данные датчиков давления(часовые, 2009 год).

18. Сравнение данных датчиков атмосферного давления.

19. ВЫВОДЫпо качеству данных датчиков давления • Датчики давления VD /Wи VD /L находятся в MCRL при одинаковых температурных условиях; разность показаний этих датчиков постоянна. Значения датчика VD /Lсистематически на 0.2 mb ниже, что находится в пределах паспортных значений стабильности. • Датчик давления VD /S находится в аппаратном зале, т.е. при других температурных условиях. Поэтому в разностях VD /S-W VD /S-Lнаблюдается сезонная волна примерно 0.2 mb . Но различия показаний датчиков VD /S и VD /W близки к нулю. • Наблюдается суточная волна примерно в 0.1 mb, причем различная для разных датчиков (например, Wи L). • Для струнного датчика давления наблюдаются недопустимо большие до 4 mb температурные сезонные вариации.

20. Экспериментальные данные супермониторов 24nm64 и 6nm64. Вариации – база - декабрь 2009.

21. Экспериментальные данные бессвинцовых детекторов 6nmE и 2×23HeE эпитепловых энергий. Вариации – база - декабрь 2009.

22. Экспериментальные данные супермонитора 12nm64 (Мирный), часовые, 2009 год. База - декабрь 2009.

23. Экспериментальные данные детекторов(часовые, 2009 год). База - декабрь 2009.

24. Экспериментальные данные детекторов(часовые, 2010 год). База - декабрь 2010.

25. Экспериментальные данные детекторов(часовые, 2009 год). База - декабрь 2009.

26. Экспериментальные данные мюонного детектора (вертикаль, +0)(часовые, 2009 год). База - декабрь 2009.

27. Экспериментальные данные мюонного детектора.

28. Скорость счета детекторов и их статистическая точность. Нейтронные и Счетчиковый Гамма детекторымюонный телескоп

29. ВЫВОДЫпо качеству данных рассматриваемых детекторов • Работа супермониторов 24nm64и 6nm64стабильная. Однако в отношении N24nm64/N6nm64наблюдается годовая волна, что требует объяснения. • Работа бессвинцовых мониторов 2×23nmEи 6nmEстабильная. Однако в отношении N2x23nmE/N6nmEтакже наблюдается годовая. • Работа супермониторов 12nm64станции Мирный стабильная. • Монитор тепловых нейтронов 15HeT или очень чувствителен к изменением в окружающей среде, или его работа нестабильна. Gamma600 имеет большой сезонный эффект (слайд 24). • Счетчиковый мюонных телескоп CUBEработает устойчиво, что подтверждает анализ данных всех 15-ти направлений регистрации.

30. Методы определения барометрического коэффициента Скорость счета детектора N с учетом вариаций δ можно представить как где P ,барометрическое давление в данный момент, N0 и P0 значения скорости счета и давления средние за интервал определения барометрического коэффициента. Относительно этого же интервала определяется и вариация скорости счета δ. Логарифмированием, мы переходим к линейному относительно β выражению Можно рассматривать несколько вариантов.a) Случай, когда в течение рассматриваемого периода вообще можно пренебречь вариациями (δ≈0), b) Вариации можно исключить по данным опорной станции S с близкими параметрами. Пусть для опорной станции приемный коэффициент нулевой гармоники равен и определены вариации, зависящие от времени, δS. Тогда можно записать Выражение для оценки β мы свели к предыдущему варианту однопараметрическому представлению. Такой подход справедлив, если можно пренебречь вариациями первой и более высокими гармониками или, если рассматривать среднесуточные данные. c) Если вариации незначительные (δ≤0.2), то после разложения ln(1+δ) можно записать Мы свели к варианту двухпараметрического представления для оценки параметров α и β. Параметр α по существу естьотношение ,но в этом случае он определяется экспериментально.

31. Приемные коэффициенты нулевой гармоники Приемные коэффициенты нулевой гармоники. Треугольниками показаны приемные коэффициенты горных станций. Таблица Приемные коэффициенты станции (γ=0 Ru=100 GV, mах CA)

32. Метод регрессии Регрессионный анализ (линейный) - статистический метод исследования зависимости между зависимой переменной Y и одной или несколькими независимыми переменными X1,X2,...,Xn Линия регрессии чаще всего ищется в виде линейной функции Y = b0 + b1X1 + b2X2 + ... + bNXN (линейная регрессия), наилучшим образом приближающей искомую кривую. Делается это с помощью метода наименьших квадратов Линейная регрессия В случае линейной регрессии приближающая функция ищется в виде y=a+bx. Коэффициенты регрессии равны , где - коэффициент ковариации, – коэффициент корреляции. Ошибки в случае линейной регрессии Показательная зависимость В этом случае, после логарифмирования, задача сводится к нахождению приближающей функции в виде линейной. Коэффициенты регрессии равны , , а их ошибки . 32

33. Точность оценок

34. Результаты Стануия Мосуыв

35. Результаты 35

36. Результаты MRNY(MCMD)тонкая линия – часовыежирная – среднесуточныепунктир – без поправок на вар.Внизу – пример возможной ошибки: ошибка в P в конце 4 месяца и ошибка 36

37. Результаты 37

38. Результаты MOSC (NWRK) 38

39. Результаты 39

40. Результаты 40

41. Заключение • . • 2) .

42. Литература [1]. Белов А.В., Далгатова Х.И., Ерошенко Е.А., Рерс К.”Модуляция барометрических коэффициентов нейтронных мониторов станций Киль и Москва в 22-м цикле солнечной активности”, Геомагнетизм и Аэрономия, том 33, N 4, 37-44, 1993. [2]. BelovA.V., Dalgatova Kh.I., Eroshenko, E.A., Roers, K., “Long Time Modulation of Neutron Monitorors Barometric Coefficients”, Proc ICRC, V3, 613-616, 1993.