Форбуш-понижение

Форбуш -понижение — это быстрое уменьшение наблюдаемой интенсивности галактических космических лучей после коронального выброса массы (CME). Это происходит из-за того, что поле плазменного магнитное солнечного ветра уносит часть галактических космических лучей от Земли . Термин «форбуш-убывание» был назван в честь американского физика Скотта Э. Форбуша , изучавшего космические лучи в 1930-х и 1940-х годах.

Наблюдение

Форбуш-понижение обычно наблюдается детекторами частиц на Земле в течение нескольких дней после КВМ, а уменьшение происходит в течение нескольких часов. В течение следующих нескольких дней интенсивность галактических космических лучей возвращается к норме. Форбуш-понижения также наблюдались людьми на Мире и Международной космической станции (МКС), в других местах внутренней гелиосферы, таких как космический корабль Solar Orbiter , ^[2] и на Марсе с помощью Марсианской научной лаборатории. ровера детектора оценки радиации ^[3] и орбитальный аппарат MAVEN , ^[4] а также во внешней Солнечной системе с помощью инструментов на борту «Пионера-10» и «Вояджера -1» и «Вояджера-1» и «Вояджера- 2» , даже за орбитой Нептуна .

Величина форбуш-понижения зависит от трех факторов:

размер CME
сила магнитных полей в КВМ
близость КВМ к Земле

Форбуш-уменьшение иногда определяют как уменьшение количества галактических космических лучей на Земле как минимум на 10%, но оно колеблется от 3% до 20%. Амплитуда также сильно зависит от энергии космических лучей, наблюдаемой конкретным прибором, где более низкие энергии обычно показывают большее уменьшение. ^[5] На борту МКС зафиксировано сокращение на 30% и более.

Общий темп форбуш-убывания имеет тенденцию следовать 11-летнему циклу солнечных пятен . Защитить астронавтов от галактических космических лучей труднее, чем от солнечного ветра, поэтому будущие астронавты могут получить наибольшую пользу от радиационной защиты во время солнечных минимумов , когда подавляющий эффект КВМ встречается реже.

Воздействие на атмосферу

Рецензируемая статья 2009 года. ^[6] обнаружили, что низкие облака содержат меньше жидкой воды после форбуш-понижений, а в наиболее влиятельных событиях количество жидкой воды в океанической атмосфере может уменьшиться на целых 7%. Дальнейшая рецензируемая работа не выявила связи между снижением Forbush и свойствами облаков. ^[7]^[8] пока связь не была обнаружена в суточном диапазоне температур, ^[9] и с тех пор подтверждено спутниковыми данными. ^[10]

См. также

Ионизирующее излучение

Ссылки

^ «Экстремальные космические погодные явления» . Национальный центр геофизических данных . Архивировано из оригинала 22 мая 2012 г. Проверено 19 апреля 2012 г.
^ фрайгерр фон Форстнер, JL; Думбович, М.; Мёстль, К.; Го, Дж.; и др. (03.03.2021). «Радиальная эволюция скрытого выброса корональной массы в апреле 2020 года между 0,8 и 1 а.е. Сравнение форбуш-уменьшений на солнечном орбитальном аппарате и вблизи Земли». Астрономия и астрофизика . А1 : 656. arXiv : 2102.12185 . Бибкод : 2021A&A...656A...1F . дои : 10.1051/0004-6361/202039848 . ISSN 0004-6361 . S2CID 232035885 .
^ Фрайгерр фон Форстнер, Йохан Л.; Го, Цзиннань; Виммер-Швайнгрубер, Роберт Ф.; Хасслер, Дональд М.; и др. (2018). «Использование форбуш-понижений для определения времени прохождения ICME, распространяющегося от 1 а.е. до Марса» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 123 (1). Американский геофизический союз (AGU): 39–56. arXiv : 1712.07301 . Бибкод : 2018JGRA..123...39F . дои : 10.1002/2017ja024700 . ISSN 2169-9380 .
^ Го, Цзиннань; Лиллис, Роберт; Виммер-Швайнгрубер, Роберт Ф.; Зейтлин, Кэри; и др. (2018). «Измерения форбуш-понижений на Марсе: как MSL на земле, так и MAVEN на орбите» . Астрономия и астрофизика . 611 : А79. arXiv : 1712.06885 . Бибкод : 2018A&A...611A..79G . дои : 10.1051/0004-6361/201732087 . ISSN 0004-6361 .
^ Локвуд, Дж.А.; Уэббер, WR; Дебраннер, Х. (1991). «Зависимость от жесткости форбуша уменьшается, наблюдаемая на Земле». Журнал геофизических исследований . 96 (А4). Американский геофизический союз (AGU): 5447. Бибкод : 1991JGR....96.5447L . дои : 10.1029/91ja00089 . ISSN 0148-0227 .
^ Свенсмарк, Хенрик; Бондо, Торстен; Свенсмарк, Якоб (17 июня 2009 г.). «Уменьшение космических лучей влияет на атмосферные аэрозоли и облака» . Письма о геофизических исследованиях . 36 (15). Геофиз. Рез. Летт. : L15101. Бибкод : 2009GeoRL..3615101S . CiteSeerX 10.1.1.394.9780 . дои : 10.1029/2009GL038429 . S2CID 15963013 . Архивировано из оригинала 15 декабря 2009 года . Проверено 18 ноября 2009 г.
^ Кулмала, М.; Рийпинен, И.; Ниеминен, Т.; Хулкконен, М.; Согачева Л.; Маннинен, HE; Паасонен, П.; Петая, Т.; Дал Масо, М.; Аалто, ПП; Вильянен, А.; Усоскин И.; Вайнио, Р.; Мирме, С.; Мирме, А.; Миникин А.; Петцольд, А.; Хыррак, У.; Пласс-Дюльмер, К.; Бирмили, В.; Керминен, В.-М. (2010). «Атмосферные данные за солнечный цикл: нет связи между галактическими космическими лучами и образованием новых частиц» (PDF) . Химия и физика атмосферы . 10 (4): 1885–1898. дои : 10.5194/acp-10-1885-2010 .
^ «Внезапное уменьшение космических лучей. Никаких изменений облачного покрова» (PDF) . 2010. Архивировано из оригинала (PDF) 1 апреля 2010 г.
^ Драгич, А.; Аничин И.; Баньянац, Р.; Удовичич, В.; Йокович, Д.; Малетич, Д.; Пузович, Ю. (31 августа 2011 г.). «Форбуш-понижение – соотношение облаков в эпоху нейтронных мониторов» . Труды по астрофизике и космическим наукам . 7 (3): 315–318. Бибкод : 2011АСТРА...7..315Д . дои : 10.5194/astra-7-315-2011 .
^ Свенсмарк, Дж; Энгхофф, МБ; Шавив, Н; Свенсмарк, Х. (сентябрь 2016 г.). «Реакция облаков и аэрозолей на космические лучи уменьшается» . Дж. Геофиз. Рез. Космическая физика . 121 (9): 8152–8181. Бибкод : 2016JGRA..121.8152S . дои : 10.1002/2016JA022689 .

Внешние ссылки

Кто боится солнечной вспышки? от Science@NASA
Применение данных космических лучей для прогнозирования космической погоды. Архивировано 16 октября 2005 г. в Wayback Machine.

[1] «Экстремальные космические погодные явления» . Национальный центр геофизических данных . Архивировано из оригинала 22 мая 2012 г. Проверено 19 апреля 2012 г.

[Freiherr_von_Forstner_Dumbović_Möstl_Guo_p.-2] фрайгерр фон Форстнер, JL; Думбович, М.; Мёстль, К.; Го, Дж.; и др. (03.03.2021). «Радиальная эволюция скрытого выброса корональной массы в апреле 2020 года между 0,8 и 1 а.е. Сравнение форбуш-уменьшений на солнечном орбитальном аппарате и вблизи Земли». Астрономия и астрофизика . А1 : 656. arXiv : 2102.12185 . Бибкод : 2021A&A...656A...1F . дои : 10.1051/0004-6361/202039848 . ISSN 0004-6361 . S2CID 232035885 .

[Freiherr_von_Forstner_Guo_Wimmer‐Schweingruber_Hassler_2018_pp._39–56-3] Фрайгерр фон Форстнер, Йохан Л.; Го, Цзиннань; Виммер-Швайнгрубер, Роберт Ф.; Хасслер, Дональд М.; и др. (2018). «Использование форбуш-понижений для определения времени прохождения ICME, распространяющегося от 1 а.е. до Марса» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 123 (1). Американский геофизический союз (AGU): 39–56. arXiv : 1712.07301 . Бибкод : 2018JGRA..123...39F . дои : 10.1002/2017ja024700 . ISSN 2169-9380 .

[Guo_Lillis_Wimmer-Schweingruber_Zeitlin_2018_p=A79-4] Го, Цзиннань; Лиллис, Роберт; Виммер-Швайнгрубер, Роберт Ф.; Зейтлин, Кэри; и др. (2018). «Измерения форбуш-понижений на Марсе: как MSL на земле, так и MAVEN на орбите» . Астрономия и астрофизика . 611 : А79. arXiv : 1712.06885 . Бибкод : 2018A&A...611A..79G . дои : 10.1051/0004-6361/201732087 . ISSN 0004-6361 .

[Lockwood_Webber_Debrunner_1991_p=5447-5] Локвуд, Дж.А.; Уэббер, WR; Дебраннер, Х. (1991). «Зависимость от жесткости форбуша уменьшается, наблюдаемая на Земле». Журнал геофизических исследований . 96 (А4). Американский геофизический союз (AGU): 5447. Бибкод : 1991JGR....96.5447L . дои : 10.1029/91ja00089 . ISSN 0148-0227 .

[6] Свенсмарк, Хенрик; Бондо, Торстен; Свенсмарк, Якоб (17 июня 2009 г.). «Уменьшение космических лучей влияет на атмосферные аэрозоли и облака» . Письма о геофизических исследованиях . 36 (15). Геофиз. Рез. Летт. : L15101. Бибкод : 2009GeoRL..3615101S . CiteSeerX 10.1.1.394.9780 . дои : 10.1029/2009GL038429 . S2CID 15963013 . Архивировано из оригинала 15 декабря 2009 года . Проверено 18 ноября 2009 г.

[7] Кулмала, М.; Рийпинен, И.; Ниеминен, Т.; Хулкконен, М.; Согачева Л.; Маннинен, HE; Паасонен, П.; Петая, Т.; Дал Масо, М.; Аалто, ПП; Вильянен, А.; Усоскин И.; Вайнио, Р.; Мирме, С.; Мирме, А.; Миникин А.; Петцольд, А.; Хыррак, У.; Пласс-Дюльмер, К.; Бирмили, В.; Керминен, В.-М. (2010). «Атмосферные данные за солнечный цикл: нет связи между галактическими космическими лучами и образованием новых частиц» (PDF) . Химия и физика атмосферы . 10 (4): 1885–1898. дои : 10.5194/acp-10-1885-2010 .

[8] «Внезапное уменьшение космических лучей. Никаких изменений облачного покрова» (PDF) . 2010. Архивировано из оригинала (PDF) 1 апреля 2010 г.

[9] Драгич, А.; Аничин И.; Баньянац, Р.; Удовичич, В.; Йокович, Д.; Малетич, Д.; Пузович, Ю. (31 августа 2011 г.). «Форбуш-понижение – соотношение облаков в эпоху нейтронных мониторов» . Труды по астрофизике и космическим наукам . 7 (3): 315–318. Бибкод : 2011АСТРА...7..315Д . дои : 10.5194/astra-7-315-2011 .

[10] Свенсмарк, Дж; Энгхофф, МБ; Шавив, Н; Свенсмарк, Х. (сентябрь 2016 г.). «Реакция облаков и аэрозолей на космические лучи уменьшается» . Дж. Геофиз. Рез. Космическая физика . 121 (9): 8152–8181. Бибкод : 2016JGRA..121.8152S . дои : 10.1002/2016JA022689 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]