БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСК...
Download
1 / 42

БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - PowerPoint PPT Presentation


  • 160 Views
  • Uploaded on

БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Цель : ► Вычислить по экспериментальным данным барометрические коэффициенты для различных типов детекторов для периода минимума солнечной активности 2009 года.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕСТ ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ' - wendi


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

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.


Оглавление ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

►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.


Введение ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В атмосфере излучение поглощается по экспоненциальному закону , где L и β соответственно длина и коэффициент поглощения, которые зависят от энергии частиц.

Во многих случаях вариации атмосферного происхождения, в частности обусловленные барометрическим эффектом .


Экспериментальные данные ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

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?


Датчики атмосферного давления ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Используются два типа датчиков атмосферного давления:струнный датчикдавления 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.


Датчики атмосферного давления ВТОРИЧНЫХ КОМПОНЕНТ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯразных 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


Детекторы космического излучения

nm64Moscow, Mirny, Newark

MCRL: 6nm64,б/с 6nmE,CUBE

Счетчиковый ТелескопCUBE

Детектор эпитепловых нейтронов 23HeE.

Детектор тепловых нейтронов 15HeT.

Детектор тепловых нейтронов 1nmT.

Cчетчики Гелий-2 (1000 мм) и СНМ-18 (300 мм)

Гамма датчики Gam600 и Gam20


Детекторы космического излучения Нейтронный супермонитор 24nm64


Детекторы космического излучения MCRLНейтронный супермонитор 6nm64,б/с 6nmE, детектор тепловых нейтронов 1nmT


Детекторы космического излучения MCRLДетектор тепловых нейтронов 1nmT

Детектор тепловых нейтронов 1nmT на основе борного счетчика СНМ-15


Детекторы космического излучения MCRLСчетчиковый мюонный телескоп CUBE

  • В результате совпадений выделяются и регистрируется

  • Мюоны 15 направлений –-7,…0,…+7

  • Мюоны кубического телескопа (CUBE)

  • Заряженная компонента, регистрируемая ковром из 8 верхних и 8 нижних счетчиковв 2π геометрии (FLAT).

Детали:http://cr0.izmiran.ru/gmdnet/Moscow.htm


Детекторы космического излучения MCRLСчетчиковый мюонный телескоп CUBE

Геометрия телескопа (левыйрисунок ), матрица совпадений (правый) и

выделение всех независимых направлений регистрации (левый нижний).

12


Детекторы космического излучения Бессвинцовый нейтронный монитор

Три детектора эпитепловых нейтронов 23HeE.Каждый детектор состоит из 23 гелиевых счетчиковГелий-2


Детекторы космического излучения Детектор тепловых нейтронов

Детектор тепловых нейтронов 15HeT, состоящий из 15 гелиевых счетчикаСНМ-18


Экспериментальные данные излучения детекторов космического излучения(Гамма датчики)

Гамма датчик Gam20 с пороговой энергией 20 keV

Гамма датчик Gam600 с пороговой энергией 600 keV


Экспериментальные данные излучения детекторов космического излучения

Гелиевые счетчики Гелий-2 (1000 мм) и СНМ-18 (300 мм)

16


Данные датчиков давления излучения (часовые, 2009 год).


Сравнение данных датчиков атмосферного давления.


ВЫВОДЫ атмосферного давления.по 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.


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


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


Экспериментальные данные супермонитора 12nm64 (Мирный), часовые, 2009 год. База - декабрь 2009.


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


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


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


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


Экспериментальные данные мюонного детектора.


Скорость счета детекторов и их статистическая точность.

Нейтронные и Счетчиковый Гамма детекторымюонный телескоп


ВЫВОДЫ статистическая точность.по 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.


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.


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)


Метод регрессии гармоники

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

.

32


Точность оценок гармоники


Результаты гармоники

Стануия Мосуыв


Результаты гармоники

35


Результаты гармоники

MRNY(MCMD)тонкая линия – часовыежирная – среднесуточныепунктир – без поправок на вар.Внизу – пример возможной ошибки: ошибка в P в конце 4 месяца и ошибка

36


Результаты гармоники

37


Результаты гармоники

MOSC (NWRK)

38


Результаты гармоники

39


Результаты гармоники

40


Заключение гармоники

  • .

  • 2) .


Литература гармоники

[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.


ad