способ определения мгновенных значений барометрических коэффициентов нейтронной компоненты космических лучей

Формула изобретения

Способ определения мгновенных значений барометрических коэффициентов нейтронной компоненты космических лучей, при котором два или более идентичных нейтронных монитора размещают в одном географическом пункте на разных уровнях в атмосфере Земли совместно с датчиками атмосферного давления при условии, что различие между базовыми давлениями на нижнем и верхнем уровнях составляло бы не менее 90 - 100 мб, измеряют интенсивность космических лучей 1 (h_i) и атмосферное давление h_i на выбранных уровнях в момент времени t и на основе решения системы уравнений



определяют неизвестные параметры I₀₁ и ₀₁, где ₀₁ - барометрический коэффициент, а I₀₁ - исправленная на барометрический эффект интенсивность на нижнем уровне наблюдения с базовым давлением h₀₁, и рассчитывают барометрические коэффициенты на остальных уровнях атмосферы h_oi по формуле



h_oi - базовое давление на i-том уровне.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к геофизике и может быть использовано для определения барометрических коэффициентов нейтронной компоненты космических лучей по данным наблюдений интенсивности нейтронов и атмосферного давления на разных уровнях в атмосфере Земли.

Известные способы определения барометрического коэффициента (Wada М. Logaritmic representation of cosmic ray intensity. // J. Sci. Res. Inst. (Tokyo), 1957, v. 51. P. 201) базируются на методе линейной корреляции между данными интенсивности космических лучей и данными барометрического давления. Поэтому получаемое значение барометрического коэффициента является усредненным на временной выборке используемых данных. Кроме того, метод применим только при отсутствии вариаций интенсивности космических лучей межпланетного и магнитосферного происхождения.

Целью предлагаемого изобретения является определение мгновенных значений барометрических коэффициентов независимо от условий в межпланетном пространстве. В отличие от известного способа цель достигается использованием высотной зависимости интенсивности нейтронной компоненты космических лучей. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что два или более детекторов нейтронной компоненты космических лучей размещают на разных уровнях в атмосфере Земли совместно с датчиками атмосферного давления. На основе совместного анализа данных регистрации интенсивности нейтронной компоненты космических лучей и атмосферного давления на этих уровнях получают мгновенные значения барометрических коэффициентов и исправленную на барометрический эффект интенсивность нейтронной компоненты космических лучей в каждый временной интервал измерения. Изменение интенсивности нейтронной компоненты I в зависимости от глубины в атмосфере h может быть представлена выражением (Дорман Л.И. Метеорологические эффекты космических лучей. - М.: Наука, 1972. - 211 с.)

(1)

где (h) - барометрический коэффициент в мб^-1, в общем случае, зависящий от h. Зависимость барометрического коэффициента от давления была получена в работе (Carmichael H., Bercovitch M., Shea M.A., Magidin M., Peterson R.W. Attenuation of neutron radiation in the atmosphere. Canad. J. Phys. 1968. V. 46. N 10. Рart 4. P. 1006).

В данной работе зависимость от h на интервале давлений 700 - 1000 мб была аппроксимирована, согласно результатам, полученным в (Carmichael H., Bercovitch M. , Shea M.A., Magidin M., Peterson R.W. Attenuation of neutron radiation in the atmosphere. Canad. J. Phys. 1968. V. 46. N 10. Рart 4. P. 1006), выражением вида

(2)

где ₀₁ - значение барометрического коэффициента при давлении h = h₀₁.

Проинтегрировав выражение (1) с учетом (2), получим зависимость интенсивности нейтронной компоненты от h.

(3)

где I₀₁ - исправленная на барометрический эффект интенсивность при h = h₀₁, для решения которой относительно неизвестных параметров I₀₁ и ₀₁ необходимо иметь в одном географическом пункте не менее двух идентичных нейтронных мониторов, расположенных на уровнях с существенно различающимися давлениями.

При решении поставленной задачи использовались часовые данные регистрации интенсивности космических лучей и атмосферного давления на трех станциях: Иркутск (965 мб), Иркутск (800 мб) и Иркутск (715 мб) за периоды 3 - 14 января 1991 г. (спокойный период) и 25-31 октября 1991 г. (возмущенный период).

Для определения мгновенных значений параметров I₀₁ и ₀₁ решалась система уравнений

(4)

Барометрические коэффициенты на уровнях h_0i, согласно (2) рассчитываются по формуле

(5)

С помощью изложенного способа были получены мгновенные значения барометрических коэффициентов (h_0i) и исправленные на давление интенсивности КЛ в спокойный (3 - 14 января 1991 г.) и возмущенный (25 - 31 октября 1991 г.) периоды с использованием данных, указанных станций космических лучей.