from 01.01.1999 until now
Irkutsk, Irkutsk region, Russian Federation
Irkutsk, Russian Federation
We have studied variation spectra and cosmic-ray (CR) anisotropy, using the ground-based and satellite observations of the CR intensity on the worldwide network of stations during the ground level enhancement (GLE) of June 11, 1991. The spectro-graphic global survey has been used. Variation spectra of primary CRs at different moments of the event are presented. Note that the CR variation spectra during this period are not described by a power or an exponential function of particle rigidity. The maximum rigidity, up to which the protons were accelerated on June 11, 1991, was ~2.8 GV (06:00 UT; i.e., two hours after GLE started). We show relative variations in the CR intensity in the geocentric solar ecliptic coordinate system during certain periods of the event under study. On June 11, 1991, the bidirectional anisotropy dominated in the distribution of particles with rigidity of 4 GV and 10 GV, which implies that the Earth passed the loop-like IMF structure.
heliosphere, cosmic rays, solar activity
ВВЕДЕНИЕ
Наземные возрастания интенсивности космических лучей (КЛ), так называемые события GLE (ground level enhancement), являются самыми большими и наиболее привлекательными для исследователей протонными возрастаниями. Из всех явлений солнечно-земной физики только GLE имеют порядковые номера (отсчет ведется с февраля 1942 г. по настоящее время). За весь период постоянных наземных наблюдений КЛ станциями мировой сети зарегистрировано 71 событие. GLE связаны с мощными проявлениями солнечной активности. Несмотря на то, что GLE составляют малую часть (<5 %) протонных событий, они привлекают внимание исследователей и практически каждому GLE посвящено множество публикаций (см., например, обзор [Miroshnichenko, 2001]).
В 1991 г. наблюдался максимум 22-го цикла солнечной активности. С 1 по 5 июня 1991 г. произошло шесть интенсивных вспышек, из которых пять превышали класс Х12.5.
На поверхности Земли 11 июня наблюдалось возрастание интенсивности КЛ (GLE51), вызванное мощной солнечной вспышкой класса X12/3B (координаты 31° N, 17° W) в активной области 6659. В линии Нα начало вспышки соответствует ~01:56 UT [Solar-Geophysical Data, 1991]. По 5-минутным данным нейтронных мониторов на высокоширотной ст. «Апатиты» (жесткость геомагнитного обрезания Rс=0.6 ГВ) и на среднеширотной ст. «Иркутск» (Rс=3.66 ГВ) максимальная амплитуда возрастания интенсивности КЛ наблюдалась в 03:45-03:50 UT и составила ~7.9 и 3.0 % соответственно [ftp://cr0. izmiran.rssi.ru].
Исследования энергетического спектра и анизотропии КЛ важны для понимания механизмов ускорения частиц в солнечных вспышках и распространения солнечных частиц в межпланетной среде.
1. Dorman L.I. Variatsii galakticheskikh kosmicheskikh luchei [Variations of Galactic Cosmic Rays]. Moscow, MSU Publ., 1975. 214 p. (in Russian).
2. Dvornikov V.M., Kravtsova M.V., Sdobnov V.E. Diagnostics of electromagnetic characteristics of the interplanetary medium by cosmic ray effects. Geomagnetizm i Aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 2013, vol. 53, no. 4, pp. 430-440 (in Russian).
3. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Modification of the method of spectrographic global survey for studying variations of planetary system of geomagnetic cutoff rigidities. Izvestiya AN SSSR. Ser fiz. [Bulletin of USSR Academy of Sciences. Physics] 1991, vol. 55, no. 10, pp. 1988-1991 (in Russian).
4. 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 ICRC. Bangalore. India. 1983, vol. 3, pp. 249-252.
5. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Variations in the rigidity spectrum and anisotropy cosmic rays at the period of Forbush effect on the 12-25 July 1982. IJGA. 2002, vol. 3, no. 3, pp. 217-228.
6. Kravtsova M.V., Sdobnov V.E. Solar proton event of June 15, 1991. Mezhdunarodnaya Baikal’skaya Molodezhnaya Nauchnaya Shkola po Fundamental’noi Fizike: Trudy XII konferentsii molodykh uchenykh “Gelio- i geofizicheskie issledovanija” [Baikal Young Scientists’ International School on Fundamental Physics: Proc. XII Young Scientists’ Conference “Helio- and Geophysical Reseach”]. Irkutsk, ISTP SB RAS, 2011. pp. 77-80 (in Russian).
7. McCracken K.G., Rao U.R., Fowler B.S., et al. Cosmic Ray Tables (Asymptotic Directions, Variational Coefficients and Cut-off Rigidities) / IQSY Instruction Manual. 1965, no. 10, p. 104.
8. Mirosnichenko L.I. Solar Cosmic Rays. Springer, 2001, 480 p.
9. Shea M.A., Smart D.F., McCracken K.G. A study of vertically incident cosmic-ray trajectories using sixth-degree simulations of the geomagnetic fields. Environmental Research Paper. 1965, no. 141, pp. 382.
10. Solar-Geophysical Data. 1991, no. 563, Pt 1, p. 36.
11. Available at: ftp://cr0.izmiran.rssi.ru.
12. Available at:http://spidr.ngdc.gov/spidr/index.html.
