Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 45131 10.12737/szf-81202204 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Peculiarities of sporadic variations in density and anisotropy of galactic cosmic rays in solar cycle 24 Особенности спорадических вариаций плотности и анизотропии галактических космических лучей в 24-м цикле солнечной активности https://orcid.org/0000-0002-1348-4708 Григорьев Владислав Георгиевич Grigoryev Vladislav Georgievich grig@ikfia.ysn.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-1247-4513 Герасимова Сардаана Кимовна Gerasimova Sardaana Kimovna danagsk@mail.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-2184-8089 Гололобов Петр Юрьевич Gololobov Peter Yur'evich gpeter@ikfia.sbras.ru https://orcid.org/0000-0002-2343-1618 Стародубцев Сергей Анатольевич Starodubtsev Sergei Anatolyevich starodub@ikfia.ysn.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-0011-6102 Зверев Антон Сергеевич Zverev Anton Sergeevich zverevas@ikfia.ysn.ru Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation 25 03 2022 25 03 2022 8 1 34 38 14 07 2021 16 11 2021 https://naukaru.ru/en/nauka/article/45131/view

На основе обработки данных мировой сети нейтронных мониторов и мюонных телескопов методом глобальной съемки исследуются вариации плотности и анизотропии галактических космических лучей в периоды форбуш-понижений, наблюдавшихся в 24-м цикле солнечной активности. Одновременное использование двух разнотипных детекторов позволяет рассматривать временную динамику углового распределения космических лучей в двух разных энергетических интервалах. Кроме того, по данным измерений Якутского спектрографа космических лучей им. А.И. Кузьмина проведена оценка показателя энергетического спектра в периоды больших возмущений межпланетной среды в этом цикле. Анализ полученных результатов подтверждает наши ранние утверждения, что 24-й цикл солнечной активности характеризуется повышенным уровнем турбулентности межпланетного магнитного поля.

In this work, we have processed data from the global network of neutron monitors and muon telescopes by the global survey method to study variations in the density and anisotropy of galactic cosmic rays during Forbush decreases observed in solar cycle 24. The simultaneous use of two different type detectors made it possible to examine the temporal dynamics of the angular distribution of cosmic rays in two different energy intervals. Besides, we have used measurements of the Yakutsk cosmic ray spectrograph after A.I. Kuzmin to assess the energy spectrum index during large disturbances of the interplanetary medium in this cycle. Analysis of the results obtained confirms our early statements that solar activity cycle 24 features an increased level of turbulence in the interplanetary magnetic field.

 космические лучи солнечная активность форбуш-понижения энергетический спектр cosmic rays solar activity Forbush decreases energy spectra

Базилевская Г.А., Дайбог Е.И., Логачев Ю.И., Власова Н.А. Характерные особенности солнечных космических лучей в 21-24-м циклах солнечной активности по данным каталогов солнечных протонных событий. Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61, № 3. С. 8-15. DOI: 10.31857/S0016794021010028. Alania M.V., Wawrzynczak A. Energy dependence of the rigidity spectrum of Forbush decrease of galactic cosmic ray instensity. Adv. Space Res. 2012, vol. 50, pp. 725-730. Герасимова С.К., Григорьев В.Г., Кривошапкин П.А. и др. Изменение жесткостного спектра форбуш-понижений с циклами солнечной активности. Астрономический вестник. 2000. Т. 34, № 3. С. 283-285. Altukhov A.M., Krymsky G.F., Kuzmin A.I. The method of “global survey” for investigating cosmic ray modulation. Proc. 11th International Conference on Cosmic Rays. Budapest, 1970, vol. 4, pp. 457-460. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А. Временные изменения энергетического спектра форбуш-понижений в 20-23 циклах солнечной активности. Изв. РАН. Сер. физическая. 2011. Т. 75, № 6. С. 850-853. Bazilevskaya G.A., Daibog E.I., Logachev Yu.I., Vlasova N.A. Characteristic features of solar cosmic rays in the 21st-24th solar-activity cycles according to data from catalogs of solar proton events. Geomagnitism and aeronomy. 2021, vol. 61, no. 1, pp. 6-13. DOI: 10.1134/S0016793221010023. Григорьев В.Г., Стародубцев С.А., Исаков Д.Д. Энергетический спектр форбуш-понижений на фазе роста 24-го цикла солнечной активности. Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 3. С. 304-309. DOI: 10.7868/S00167940140 30067. Belov A.V., Blokh Ya.L., Dorman L.I., Eroshenko E.A., Inozemtseva O.I., Kaminer N.S. Anisotropy and time dependent changes in the spectrum of cosmic-ray intensity variations during August, 1972. Izv. AN SSSR. Ser. fiz. [Bull. Academy of Sciences of USSR. Physics]. 1974, vol. 38, pp. 1867-1875. Дорман Л.И. Вариации космических лучей и исследование космоса. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 1028 с. Cane H.V. Coronal mass ejections and Forbush decrease. Space Sci. Rev. 2000, vol. 93, pp. 55-77. Крымский Г.Ф., Кузьмин А.И., Кривошапкин П.А. и др. Космические лучи и солнечный ветер. Новосибирск: Наука, 1981. 224 с. Despotashvili M.A., Nachkebia N.A., Shatashvili L.Kh. The energetic spectrum changes of Forbush effects during the different 11-year cycles of solar activity. Proc. 26th International Conference on Cosmic Rays. Salt Lake City, 1999, vol. 6, pp. 419-422. Кузьмин А.И. Вариации космических лучей и солнечная активность. М.: Наука, 1968. 157 с. Dorman L.I. Variatsii kosmicheskikh luchei i issledovanie kosmosa [Cosmic ray variations and space investigation]. Moscow. 1963, 1028 p. (In Russian). Шафер Г.В., Кузьмин А.И., Крымский Г.Ф., Кривошапкин П.А. Основные характеристики форбуш-спадов в период минимума солнечной активности. Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1967. Т. 31, № 8. С. 1319-1321. 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 International Conference on Cosmic Rays. Bangalore, 1983, vol. 3, pp. 249-252. Alania M.V., Wawrzynczak A. Energy dependence of the rigidity spectrum of Forbush decrease of galactic cosmic ray instensity. Adv. Space Res. 2012. Vol. 50. P. 725-730. Gerasimova S.K., Grigoryev V.G., Krivoshapkin P.A., Skripin G.V., Starodubtsev S.A. Variation of the Forbush-decrease rigidity spectrum with the cycles of solar activity. Solar System Res. 2000, vol. 34, no. 3, pp. 262-264. Altukhov A.M., Krymsky G.F., Kuzmin A.I. The method of “global survey” for investigating cosmic ray modulation. Proc. 11th International Conference on Cosmic Rays. Budapest, 1970. Vol. 4. P. 457-460. Gololobov P.Yu., Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Zverev A.S., Gerasimova S.K. Method of global survey involving data of muon telescope network. Astroparticle Phys. 2021, vol. 131, pp. 102586. DOI: 10.1016/j.astropartphys.2021.102586. Belov A.V., Blokh Ya.L., Dorman L.I., et al. Anisotropy and time dependent changes in the spectrum of cosmic-ray intensity variations during August, 1972. Izv. AN SSSR. Ser. fiz. [Bull. Academy of Sciences of USSR. Physics]. 1974. Vol. 38. P. 1867-1875. Grigoriev V.G., Starodubtsev S.A. Temporal changes in the energy spectrum of Forbush decreases in 20-23 solar activity cycles. Bull. Russian Academy of Sciences: Physics. 2011, vol. 75, no. 6, pp. 801-804. Cane H.V. Coronal mass ejections and Forbush decrease. Space Sci. Rev. 2000. Vol. 93. P. 55-77. Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., Isakov D.D. The energy spectrum of Forbush decreases during the growth phase of solar cycle 24. Geomagnetism and Aeronomy. 2014, vol. 54, no. 3, pp. 282-286. DOI: 10.1134/S0016793214030062. Despotashvili M.A., Nachkebia N.A., Shatashvili L.Kh. The energetic spectrum changes of Forbush effects during the different 11-year cycles of solar activity. Proc. 26th International Conference on Cosmic Rays. Salt Lake City, 1999. Vol. 6. P. 419-422. Kojima H., Shibata S., Oshima A., Hayashi Y. Rigidity dependence of Forbush decrease. Proc. 33rd International Conference on Cosmic Rays. Rio de Janeiro, 2013, 135187. 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 International Conference on Cosmic Rays. Bangalore, 1983. Vol. 3. P. 249-252. Krymskii G.F., Kuz’min A.I., Krivoshapkin P.A., Samsonov I.S., Skripin G.V., Transky I.A., Chirkov N.P. Kosmicheskie luchi i solnechniy veter [Cosmic Rays and Solar Wind]. Novosibirsk: Nauka Publ. [Science], 1981, 224 p. (In Russian). Gololobov P.Yu., Grigoryev V.G., Starodubtsev S.A., et al. Method of global survey involving data of muon telescope network. Astroparticle Phys. 2021. Vol. 131. P. 102586. DOI: 10.1016/j.astropartphys.2021.102586. Kuzmin A.I. Variatsii kosmicheskikh luchei i solnechnaya aktivnost [Cosmic rays variation and solar activity]. Moscow. 1968, 157 p. (In Russian). Kojima H., Shibata S., Oshima A., Hayashi Y. Rigidity dependence of Forbush decrease. Proc. 33rd International Conference on Cosmic Rays. Rio de Janeiro, 2013. 135187. Nagashima K. Three-dimensional cosmic ray anisotropy in interplanetary space. Rep. Ionosphere Space Res. 1971, vol. 25, pp. 189-211. Nagashima K. Three-dimensional cosmic ray anisotropy in interplanetary space. Rep. Ionosphere Space Res. 1971. Vol. 25. P. 189-211. Sakakibara S., Munakata K., Nagashima K. Rigidity spectrum of Forbush decrease. Proc. 20th International Conference on Cosmic Rays. Moscow, 1987, vol. 4, pp. 67-70. Sakakibara S., Munakata K., Nagashima K. Rigidity spectrum of Forbush decrease. Proc. 20th International Conference on Cosmic Rays. Moscow, 1987. Vol. 4. P. 67-70. Shafer G.V., Kuz’min A.I., Krymskii G.F., Krivoshapkin P.A. Main characteristics of Forbush decreases during the period of minimum solar activity. Izv. AN SSSR. Ser. fiz. [Bull. Academy of Sciences of USSR. Physics]. 1967, vol. 31, no. 8. pp. 1319-1321. (In Russian). Wawrzynczak A., Alania M.V. Energy dependence of the rigidity spectrum of Forbush decrease of galactic cosmic ray intensity. Proc. 32nd International Conference on Cosmic Rays. Beijing, 2011. Vol. 10. P. 288-291. Wawrzynczak A., Alania M.V. Energy dependence of the rigidity spectrum of Forbush decrease of galactic cosmic ray intensity. Proc. 32nd International Conference on Cosmic Rays. Beijing, 2011, vol. 10, pp. 288-291. URL: https://www.nmdb.eu (дата обращения 10 августа 2021 г.). URL: https://www.nmdb.eu (accessed August 10, 2021). URL: http://cosray.shinshu-u.ac.jp/crest/db/public/archives /gmdn.php (дата обращения 10 августа 2021 г.). URL: http://cosray.shinshu-u.ac.jp/crest/db/public/archives/gmdn.php (accessed August 10, 2021). URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/form/dx1.html (дата обращения 10 августа 2021 г.). URL: https://omniweb.gsfc.nasa.gov/form/dx1.html (accessed August 10, 2021).