студент с 01.01.2019 по 01.01.2025
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
студент с 01.01.2019 по 01.01.2025
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Нейтронные мониторы (НМ), расположенные в разных точках планеты, позволяют проводить исследования временных, энергетических и угловых характеристик потоков галактических и солнечных частиц. Поскольку НМ находятся внутри магнитосферы Земли, их отклик зависит от места на поверхности планеты, которое можно характеризовать жесткостью геомагнитного обрезания (ЖГО). Рассчитанные значения ЖГО зависят от модели магнитного поля, даты и даже от численных методов. В работе приводятся вычисленные значения ЖГО в местах расположения некоторых нейтронных мониторов и проводится сравнение полученных значений с результатами расчетов других авторов, включая сопоставление временной динамики за последнее десятилетие. Показано, что значения ЖГО, полученные для 2020 г. в модели IGRF-14, отличаются от таковых в IGRF-13, однако уже для 2015 г. эта разница оказывается пренебрежимо мала. Продемонстрирована тенденция к уменьшению ЖГО со временем, особенно сильно проявляющаяся на средних широтах. Сравнение полученных нами значений ЖГО с результатами других авторов показало, что в большинстве случаев разница не превышает 0.2 ГВ. Подобные отклонения существенны лишь в приполярной области, где основную роль в экранировании частиц играет не магнитное поле Земли, а ее атмосфера. Показано, что точность используемого алгоритма сопоставима с точностью других алгоритмов и достаточна для расчетов отклика нейтронных мониторов.
геомагнитное поле, жесткость геомагнитного обрезания, космические лучи, нейтронные мониторы
1. Abunina M.A., Belov A.V., Eroshenko E.A., et al. Ring of station method in research of cosmic ray variations: 1. General description. Geomagnetism and Aeronomy. 2020, vol. 60, no. 1, pp. 38–45. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016793220010028.
2. Alken P., Thébault E., Beggan C.D., et al. International geomagnetic reference field: The thirteenth generation. Earth, Planets and Space. 2021, vol. 73, pp. 1–25. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-020-01288-x.
3. Boris J.P. The acceleration calculation from a scalar potential. Technical report MATT-152. Princeton: Princeton University, 1970, 30 р.
4. Boris J.P. Relativistic plasma simulation — optimization of a hybrid code. Proc. 4th Conf. on Numerical Simulation of Plasmas. Washington, 1971, p. 3.
5. Cooke D.J., Humble J.E., Shea M.A., et al. On cosmic-ray cut-off terminology. Nuovo Cimento C. 1991, vol. 14, pp. 213–234. DOI:https://doi.org/10.1007/BF02509357.
6. Gerontidou M., Katzourakis N., Mavromichalaki H., et al. World grid of cosmic ray vertical cut-off rigidity for the last decade. Adv. Space Res. 2021, vol. 67, no. 7, pp. 2231–2240. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.01.011.
7. Gvozdevsky B., Belov A., Gushchina R., et al. Long-term changes in vertical geomagnetic cutoff rigidities of cosmic rays. Physics of Atomic Nuclei. 2018, vol. 81, pp. 1382–1389. DOI:https://doi.org/10.1134/S1063778818090132.
8. Mao H., Wirz R.E. Comparison of charged particle tracking methods for non-uniform magnetic fields. 42nd AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference in conjunction with the 18th International Conference on MHD Energy Conversion (ICMHD). Honolulu, Hawaii, 2011, 9 p. DOI:https://doi.org/10.2514/6.2011-3739.
9. Mishev A.L., Koldobskiy S.A., Kovaltsov G.A., et al. Updated neutron-monitor yield function: Bridging between in situ and ground-based cosmic ray measurements. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020, vol. 125, no. 2, e27433. DOI:https://doi.org/10.1029/2019JA027433.
10. Poluianov S., Batalla O. Cosmic-ray atmospheric cutoff energies of polar neutron monitors. Adv. Space Res. 2022, vol. 70, no. 9, pp. 2610–2617. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.03.037.
11. Qin R., Zhang S., Xiao J., et al. Why is Boris algorithm so good? Physics of Plasmas. 2013, vol. 20, no. 8, 084503. DOI:https://doi.org/10.1063/1.4818428.
12. Smart D.F., Shea M.A. Vertical geomagnetic cut off rigidities for epoch 2015. PoS 36th ICRC. Madison, WI, USA, 2019, 1154.
13. Tezari A., Paschalis P., Mavromichalaki H., et al. Assessing radiation exposure inside the Earth’s atmosphere. Radiation Protection Dosimetry. 2020, vol. 190, iss. 4, pp. 427–436. DOI:https://doi.org/10.1093/rpd/ncaa112.
14. Tyasto M.I., Danilova O.A., Ptitsyna N.G., Sdobnov V.E. Variations in cosmic ray cutoff rigidities during the great geomagnetic storm of November 2004. Adv. Space Res. 2013, vol. 51, no. 7, pp. 1230–1237. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2012.10.025.
15. URL: https://github.com/agmayorov/GTsimulation (дата обращения 15 апреля 2025 г.).
16. URL: https://www.ncei.noaa.gov/products/international-geomagnetic-reference-field (дата обращения 15 апреля 2025 г.).
17. URL: https://tools.izmiran.ru/cutoff/ (дата обращения 15 апреля 2025 г.).
18. URL: https://geomag.bgs.ac.uk/data_service/models_compass/coord_calc.html (дата обращения 15 апреля 2025 г.).
