Новосибирск, Россия
Новосибирск, Россия
Вариации интенсивности космических лучей, наблюдаемые в глубине атмосферы, включают атмосферную составляющую вариаций. Мюонные телескопы космических лучей наряду с барометрическим обладают значительным температурным эффектом, обусловленным нестабильностью регистрируемых частиц. Для учета в данных мюонных телескопов атмосферных эффектов по экспериментальным данным с использованием различных методов факторного анализа найдены метеорологические коэффициенты интенсивности регистрируемых в глубине атмосферы мюонов. Полученные по экспериментальным данным результаты сопоставлены с результатами теоретических расчетов.
космические лучи, мюоны, температура, атмосфера
ВВЕДЕНИЕ
Вариации интенсивности космических лучей (КЛ), наблюдаемые в атмосфере с помощью мюонных телескопов, представляют собой суперпозицию эффектов различной природы [Дорман, 1975]. Межпланетная составляющая вариаций интенсивности КЛ обусловлена процессами на Солнце и в межпла-нетной среде [Дворников и др., 2005], магнитосферная составляющая вызвана возмущениями в магнитосфере [Кичигин и др., 2017], а атмосферные вариации связаны с изменением параметров атмосферы (давления, температуры, влажности, перераспреде-ления масс) [Дорман, 1972]. Атмосферные вариации интенсивности КЛ складываются из барометрического, температурного эффектов и эффекта влажности. Вклад каждого из перечисленных эффектов в атмосферную составляющую вариаций КЛ для разных вторичных компонент неодинаков. Для нуклонной компоненты определяющим является барометрический эффект. Для мезонной компоненты, состоящей из нестабильных частиц, характерен в основном резко выраженный температурный эффект при наличии небольшого барометрического эффекта. Для общей ионизующей компоненты вторичных КЛ наблюдается вклад всех перечисленных эффектов в атмосферные вариации. При использовании результатов наблюдений, проводимых с помощью мюонных телескопов [Янчуковский и др., 2016], следует корректно учитывать в данных вклад атмосферных эффектов. Для этого необходимо оценить воздействие атмосферных параметров на интенсивность мюонов в атмосфере. Интегральный метод, предложенный в [Дорман, 1957], дает возможность учета температурного эффекта интенсивности мюонов от всей атмосферы. Метод предполагает наличие регулярных данных температурного разреза атмосферы и знание рас-пределения плотности температурных коэффициен-тов для мюонов в атмосфере. Его расчет был выпол-нен для Новосибирского мюонного телескопа-годоскопа и Якутского подземного комплекса мюонных телескопов [Кузьменко, Янчуковский, 2017]. Однако на практике результаты теоретических расчетов для коррекции данных наблюдений следует использовать с осторожностью, поскольку все расчеты выполняются обычно с теми или иными приближениями [Дорман, Янке, 1971; Berkova et al., 2008; Дмитриева и др., 2009; Кузьменко, Янчуковский, 2017]. Экспериментальная оценка распределения плотности температурных коэффициентов также затруднена, поскольку вариации температуры различных слоев атмосферы коррелированны. Поэтому для экспериментальной оценки температурных коэффициентов интенсивности мюонов по результатам непрерывных наблюдений были использованы различные методы анализа данных.
1. Айвазян С.А. Прикладная статистика и основы эконометрики. М.: Юнити, 2001. 403 с.
2. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989. 607 с.
3. Волков Е.А. Численные методы. М.: Физмат-лит, 1987. 367 с.
4. Горлач Б.А. Математика. М: Наука, 2006. 911 с.
5. Дворников В.М., Дорман Л.И., Лузов А.А. и др. Анализ вариаций космических лучей магнитосферного и межпланетного происхождения по данным спектрографа // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1972. Т. 36, № 11. С. 2427-2434.
6. Дворников В.М., Сдобнов В.Е., Кравцова М.В. Модуляция космических лучей регу-лярными электромагнитными полями гелио-сферы в период солнечных протонных событий // Изв. РАН. Сер. физ. 2005. Т. 69, № 6. С. 821-824.
7. Дмитриева А.Н., Кокоулин Р.П., Петрухин А.А., Тимашов Д.А. Температурные коэффициенты для мюонов под различными зенит-ными углами // Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73, № 3. С. 371-374.
8. Дорман Л.И. Вариации космических лучей. М.: Гостехиздат, 1957. 285 с.
9. Дорман Л.И. Метеорологические эффекты космических лучей. М.: Наука, 1972. 211 с.
10. Дорман Л.И. Экспериментальные и теоретические основы астрофизики космических лучей. М.: Наука, 1975. 462 с.
11. Дорман Л.И., Янке В.Г. К теории метеорологических эффектов космических лучей // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1971. Т. 35, № 12. С. 2556-2570.
12. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Множественная регрессия. 3-е изд. М.: Диалектика, 2007. 912 с.
13. Енюков И.С. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1989. 215 с.
14. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра: Учебник для вузов. 6-е изд. М.: Физматлит, 2004. 280 с.
15. Кичигин Г.Н., Кравцова М.В., Сдобнов В.Е. Параметры токовых систем в магнитосфере по данным наблюдений космических лучей в период магнитной бури в июне 2015 г. // Солнечно-земная физика. Т. 3, № 3. С. 15-19. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-33201702.
16. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 831 с.
17. Кузьменко В.С., Янчуковский В.Л. Определение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере // Солнечно-земная физика. 2015. Т. 1, № 2. С. 91- 96. DOI:https://doi.org/10.12737/10403.
18. Кузьменко В.С., Янчуковский В.Л. Распределение плотности температурных коэффициентов для мюонов в атмосфере // Сол-нечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 4. С. 104-116. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-34201710.
19. Померанцев А.Л. Хемометрика в Excel: учебное пособие. Томск: Из-во ТПУ, 2014. 435 с.
20. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. М.: Финансы и статистика, 1981. 302 с.
21. Эсбенсен К. Анализ многомерных данных. Избранные главы. Черноголовка: Изд-во ИПХФ РАН, 2005. 160 с.
22. Янчуковский В.Л., Григорьев В.Г., Крымский Г.Ф. и др. Приемные векторы мюонного теле-скопа станции космических лучей «Новоси-бирск» // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 1. С. 76-87. DOI:https://doi.org/10.12737/16762.
23. Berkova M.D., Belov A.V., Eroshenko E.A., Yanke V.G. Temperature effect of the muon component of cosmic ray and practical possibilities of its accounting // Proc. 21st ECRS. Kosice, Slovakia, 9-12 September 2008. 2008. P. 123-126.
24. Dayal, B.S., McGregor J.F. Improved PLS Al-gorithms // J. Chemometrics. 1997. V. 11. P. 73-65.
25. de Jong S., Ter Braak C. Comments on the PLS kernel algorithm // J. Chemometrics. 1994. V. 8. P. 169-174.
26. Lindgren F., Geladi P., Wold S. The kernel algorithm for PLS // J. Chemometrics. 1993. V. 7. P. 45-59.
27. Martens H., Naes T. Multivariate Calibration. Chichester, UK: John Wiley and Sons, 1991.
28. Rannar S., Lindgren F., Geladi P., Wold S. A PLS kernel algorithm for data sets with many variables and fewer objects. Pt. 1: Theory and algorithm // J. Chemometrics. 1994. V. 8. P. 111-125.
29. Yanchukovsky V.L., Kuz’menko V.S., Antsyz E.N. Results of cosmic ray monitoring with a multichannel complex // Geomagnetism and Aeronomy. 2011. V. 51, N 7. P. 893-896.
30. URL: http://cosm-rays.ipgg.sbras.ru (дата обращения 23 ноября 2017 г.).
31. URL: https://ruc.noaa.gov/raobs (дата обращения 17 февраля 2017 г.).
32. URL: http://www.camo.com/rt/Products/Unscrambler/uns-crambler.html (дата обращения 17 февраля 2017 г.).
