Исследование пороговых жесткостей космических лучей во время геомагнитных возмущений для тестирования моделей магнитосферного магнитного поля

В работе исследуются возможности нового метода оценки точности модельного представления пространственно временного распределения магнитного поля в магнитосфере на основе экспериментальных данных мировой сети стан ций регистрации космических лучей ( КЛ ). Получено , что данные о КЛ можно с успехом использовать для оценки дина мических характеристик модельного представления магнитного поля .

Our investigation focuses on possibilities of a new method for estimating accuracy of the model approximation of space-time magnetic-field distribution in the magnetosphere. Experimental data from the world cosmic-ray recording network are used. We revealed that data on cosmic rays can be applied to estimate dynamic characteristics of the magnetic-field model approximation.

Создание моделей , адекватно описывающих вре менное и пространственное распределение магнитного поля магнитосферы Земли , и проверка их точности являются ключевыми проблемами солнечно - земной физики , которые до сих пор не решены . Причина в том , что измеряемое в любой точке околоземного про странства магнитное поле является суммой полей от различных токовых источников и разделить его на отдельные слагаемые идеальным способом не удается . Задача разделения является некорректной , и все со временные модели магнитных полей от основных маг нитосферных токовых полей являются приближенны ми . В нашей работе оцениваются возможности и огра ничения нового метода оценки точности модельного представления пространственно - временного распреде ления магнитного поля в околоземном пространстве на основе экспериментальных данных мировой сети станций регистрации космических лучей ( КЛ ) [1]. Наш подход основан на том , что вариации КЛ связаны с изменениями жесткости геомагнитного обрезания ∆ R . Мы определили ∆ R двумя разными методами , а имен но рассчитали теоретически методом прослеживания траекторий частиц космических лучей в модельном магнитном поле магнитосферы и получили методом спектрографической глобальной съемки на основе данных сети станций космических лучей нейтрон ных мониторов , регистрирующих интенсивность космических лучей .

Для тестирования были выбраны эмпирическая модель магнитосферы Цыганенко 1989 г. (Ц89) [2] и ее усовершенствованная версия – модель Цыганенко 1996 г. (Ц96) [3]. Таким образом, наша задача заключалась в том, чтобы оценить, можно ли при помощи данных о КЛ определить, что Ц96 лучше описывает магнитное поле магнитосферы. Расчеты делались для координат станций космических лучей Хобарт, Москва, Иркутск, Рим, Токио, геомагнитные пороги R которых в главном магнитном поле перекрывают основную часть жесткостей, подверженных влиянию геомагнитного поля, и соответственно равны 1.88, 2.44, 3.56, 6.2, 11.5 ГВ. Были рассчитаны изменения геомагнитных порогов в период двух магнитных бурь (23–27 ноября 1986 г., 6–8 мая 1988 г.), построены кривые ∆RСГС, ∆Rц89 и ∆Rц96 (не приведены здесь) и посчитаны коэффициенты корреляции между ними (см. таблицу).

Коэффициент корреляции K между ∆ R _СГС и ∆ R ц ₈₉ и между ∆ R _СГС и ∆ R ц ₉₆

Более тесная корреляция ∆ R СГС с ∆ R ц 96 , чем ∆ R _СГС с ∆ R ц ₈₉, свидетельствует о том , что СГС - метод действительно может выявить , что модель магнито сферы Цыганенко 1996 г . описывает поведение во времени магнитного поля магнитосферы лучше , чем модель Цыганенко 1989 г . Детальное сравнение кривых ∆ R показало , однако , что по поводу ампли тудных характеристик нельзя сделать столь одно значного вывода , так как во время пика бури на блюдается разница между ∆ R СГС с ∆ R ц 96 порядка 0.4–1 ГВ . Это может быть связано как с несовер шенством модели , так и с неточностью СГС - метода .