Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 4757 10.12737/7490 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Spectra of variations and cosmic ray anisotropy during GLE of June 11, 1991 Спектры вариаций и анизотропия космических лучей в период GLE 11 июня 1991 г. https://orcid.org/0000-0002-9497-5823 Кравцова Марина Владимировна Kravtsova Marina Vladimirovna rina@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Сдобнов Валерий Евгеньевич Sdobnov Valeriy Evgen'evich sdobnov@iszf.irk.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 17 03 2015 17 03 2015 1 1 115 120 https://naukaru.ru/en/nauka/article/4757/view

По данным наземных и спутниковых наблюдений интенсивности космических лучей (КЛ) на мировой сети станций методом спектрографической глобальной съемки исследованы спектры вариаций и анизотропия КЛ в период наземного возрастания интенсивности КЛ (ground level enhancement, GLE) 11 июня 1991 г. Представлены спектры вариаций первичных КЛ в разные моменты времени данного события. Отмечено, что в этот период спектры вариаций КЛ не описываются ни степенной, ни экспоненциальной функциями жесткости частиц. Максимальная жесткость, до которой произошло ускорение протонов, 11 июня составила ~2.8 ГВ в 06:00 UT (спустя два часа после начала GLE). Приведены относительные изменения интенсивности КЛ в солнечно-эклиптической геоцентрической системе координат в отдельные периоды исследуемого события. В распределении частиц с жесткостью 4 и 10 ГВ 11 июня доминирует двунаправленная анизотропия, что свидетельствует о прохождении Землей петлеобразной структуры ММП.

We have studied variation spectra and cosmic-ray (CR) anisotropy, using the ground-based and satellite observations of the CR intensity on the worldwide network of stations during the ground level enhancement (GLE) of June 11, 1991. The spectro-graphic global survey has been used. Variation spectra of primary CRs at different moments of the event are presented. Note that the CR variation spectra during this period are not described by a power or an exponential function of particle rigidity. The maximum rigidity, up to which the protons were accelerated on June 11, 1991, was ~2.8 GV (06:00 UT; i.e., two hours after GLE started). We show relative variations in the CR intensity in the geocentric solar ecliptic coordinate system during certain periods of the event under study. On June 11, 1991, the bidirectional anisotropy dominated in the distribution of particles with rigidity of 4 GV and 10 GV, which implies that the Earth passed the loop-like IMF structure.

 гелиосфера космические лучи солнечная активность heliosphere cosmic rays solar activity

ВВЕДЕНИЕНаземные возрастания интенсивности космических лучей (КЛ), так называемые события GLE (ground level enhancement), являются самыми большими и наиболее привлекательными для исследователей протонными возрастаниями. Из всех явлений солнечно-земной физики только GLE имеют порядковые номера (отсчет ведется с февраля 1942 г. по настоящее время). За весь период постоянных наземных наблюдений КЛ станциями мировой сети зарегистрировано 71 событие. GLE связаны с мощными проявлениями солнечной активности. Несмотря на то, что GLE составляют малую часть (<5 %) протонных событий, они привлекают внимание исследователей и практически каждому GLE посвящено множество публикаций (см., например, обзор [Miroshnichenko, 2001]).В 1991 г. наблюдался максимум 22-го цикла солнечной активности. С 1 по 5 июня 1991 г. произошло шесть интенсивных вспышек, из которых пять превышали класс Х12.5.На поверхности Земли 11 июня наблюдалось возрастание интенсивности КЛ (GLE51), вызванное мощной солнечной вспышкой класса X12/3B (координаты 31° N, 17° W) в активной области 6659. В линии Нα начало вспышки соответствует ~01:56 UT [Solar-Geophysical Data, 1991]. По 5-минутным данным нейтронных мониторов на высокоширотной ст. «Апатиты» (жесткость геомагнитного обрезания Rс=0.6 ГВ) и на среднеширотной ст. «Иркутск» (Rс=3.66 ГВ) максимальная амплитуда возрастания интенсивности КЛ наблюдалась в 03:45-03:50 UT и составила ~7.9 и 3.0 % соответственно [ftp://cr0. izmiran.rssi.ru].Исследования энергетического спектра и анизотропии КЛ важны для понимания механизмов ускорения частиц в солнечных вспышках и распространения солнечных частиц в межпланетной среде.

Дворников В.М., Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. Диагностика электромагнитных характеристик межпланетной среды по эффектам в космических лучах // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 4. С. 457-468. Dorman L.I. Variatsii galakticheskikh kosmicheskikh luchei [Variations of Galactic Cosmic Rays]. Moscow, MSU Publ., 1975. 214 p. (in Russian). Дворников В.М., Сдобнов В.Е. Модификация метода спектрографической глобальной съемки для изучения вариаций планетарной системы жест¬костей геомагнитного обрезания // Изв. АН СССР. Сер.физ. 1991. Т. 55, № 10. С. 1988-1991. Dvornikov V.M., Kravtsova M.V., Sdobnov V.E. Diagnostics of electromagnetic characteristics of the interplanetary medium by cosmic ray effects. Geomagnetizm i Aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 2013, vol. 53, no. 4, pp. 430-440 (in Russian). Дорман Л.И. Вариации галактических космических лучей. М.: Изд-во МГУ, 1975. 214 с. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Modification of the method of spectrographic global survey for studying variations of planetary system of geomagnetic cutoff rigidities. Izvestiya AN SSSR. Ser fiz. [Bulletin of USSR Academy of Sciences. Physics] 1991, vol. 55, no. 10, pp. 1988-1991 (in Russian). Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. Солнечное протонное событие 15 июня 1991 г. // Международная Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике: Труды XII конференции молодых ученых «Гелио- и геофизические исследования». Иркутск, ИСЗФСОРАН, 2011. С. 77-80. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E., Sergeev A.V. Analysis of cosmic ray pitch-angle anisotropy during the Forbush-effect in June 1972 by the method of spectrographic global survey. Proc. 18th ICRC. Bangalore. India. 1983, vol. 3, pp. 249-252. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E., Sergeev A.V. Analysis of cosmic ray pitch-angle anisotropy during the Forbush-effect in June 1972 by the method of spectrographic global survey // Proc. 18th ICRC. 1983. Bangalore. India. V. 3. P. 249-252. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Variations in the rigidity spectrum and anisotropy cosmic rays at the period of Forbush effect on the 12-25 July 1982. IJGA. 2002, vol. 3, no. 3, pp. 217-228. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Variations in the rigidity spectrum and anisotropy cosmic rays at the period of Forbush effect on the 12-25 July 1982 // IJGA. 2002. V. 3, N 3. P. 217-228. Kravtsova M.V., Sdobnov V.E. Solar proton event of June 15, 1991. Mezhdunarodnaya Baikal’skaya Molodezhnaya Nauchnaya Shkola po Fundamental’noi Fizike: Trudy XII konferentsii molodykh uchenykh “Gelio- i geofizicheskie issledovanija” [Baikal Young Scientists’ International School on Fundamental Physics: Proc. XII Young Scientists’ Conference “Helio- and Geophysical Reseach”]. Irkutsk, ISTP SB RAS, 2011. pp. 77-80 (in Russian). McCracken K.G., Rao U.R., Fowler B.S., et al. Cosmic Ray Tables (Asymptotic Directions, Variational Coefficients and Cut-off Rigidities) / IQSY Instruction Manual. 1965. N. 10. P. 104. McCracken K.G., Rao U.R., Fowler B.S., et al. Cosmic Ray Tables (Asymptotic Directions, Variational Coefficients and Cut-off Rigidities) / IQSY Instruction Manual. 1965, no. 10, p. 104. Miroshnichenko L.I. Solar Cosmic Rays. Springer. 2001. 480 p. Mirosnichenko L.I. Solar Cosmic Rays. Springer, 2001, 480 p. Shea M.A., Smart D.F., McCracken K.G. A study of vertically incident cosmic-ray trajectories using sixth-degree simulations of the geomagnetic fields // Environmental Research Paper. 1965. N 141. P. 382. Shea M.A., Smart D.F., McCracken K.G. A study of vertically incident cosmic-ray trajectories using sixth-degree simulations of the geomagnetic fields. Environmental Research Paper. 1965, no. 141, pp. 382. Solar-Geophysical Data. 1991. N 563, Pt 1. P. 36. Solar-Geophysical Data. 1991, no. 563, Pt 1, p. 36. URL: ftp://cr0.izmiran.rssi.ru. Available at: ftp://cr0.izmiran.rssi.ru. URL: http://spidr.ngdc.gov/spidr/index.html. Available at:http://spidr.ngdc.gov/spidr/index.html.