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.

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

8. Сравнение данных датчиков атмосферного давления.

9. 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.

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

11. Экспериментальные данные супермониторов 24nm64 и 6nm64. Unc., Вариации – база - декабрь 2009.

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

13. Экспериментальные данные супермонитора 12nm64 (Мирный), часовые, 2009 год. Unc., База – дек. 2009.

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

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

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

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

18. Экспериментальные данные мюонного детектора.

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

20. 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.

21. 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.

22. 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)

23. 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 . 23

24. Точность оценок

25. Результатыдля Moscow и Newark

26. Результатыдля Moscow и Newark 26

27. Результаты 27

28. Результатыдля станций Москва и Newark 28

29. Результаты 29

30. Результаты MRNY(MCMD)тонкая линия – часовыепунктир – без поправок на вар.жирная – среднесуточныеВнизу – пример возможной ошибки: ошибка в P в конце 4 месяца и возникающая ошибка 30

31. Результаты MCRL (6nm64) 31

32. Результаты 6nmE 32

33. Результаты 6nmE 33

34. Результаты Muon Telescope, Vertical 34

35. Результаты 35

36. Результаты MOSC (NWRK) 36

37. Результаты 37

38. Результаты 38

39. Заключение

40. 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.