Ταυτοποίηση και ανάλυση έντονων γεγονότων της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας

Abstract

The topic thoroughly covered in the present dissertation is the variation of cosmic ray particles within interplanetary space at the near-Earth environment, during all Forbush decreases ever recorded by neutron monitor detectors (1957-2011). A significant number of such events (i.e. Forbush decreases – 6246 in total) have been carefully examined and special characteristics, as the critical parameters of Forbush decreases (Α0, Ax, Ay, Az, gx, gy and gz) have been calculated. The attempt to evolve the traditional method that couples secondary particle recordings to the primary cosmic rays has also been part of this thesis. The statistical treatment of such a great sample of Forbush decreases led, for the first time, to the definition of typical Forbush decreases cases as a function of their heliolongitude. It was clearly proven that the time profile of a Forbush decrease is well connected to the foot point of its solar source. Nevertheless, apart from the definition of the typical cases, irregular cases have also immerged which have been classified as non-typical ones. The spotted non typical cases, as those of January, July, August & September 2005 have been analytically presented in the current dissertation. It is worth noting that each of the non typical cases provide valuable information on the evolution of large scale structures that dominate interplanetary space. The results of this research have been used as the basis for the foundation of the Forecasting Center of Geomagnetic Activity at the University of Athens.

Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η συμπεριφορά των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων στο διαπλανητικό χώρο κοντά στη Γη κατά τη διάρκεια όλων των γεγονότων των μειώσεων Forbush της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας που έχουν καταγραφεί κατά τη διάρκεια λειτουργίας των Μετρητών Νετρονίων (1957-2011). Αναλύθηκε ένας σημαντικός αριθμός γεγονότων (6246 γεγονότα) και υπολογίστηκαν οι κρίσιμες παράμετροι των μειώσεων Forbush (Α0, Ax, Ay, Az, gx, gy και gz). Η εξέλιξη της Μεθόδου Παγκοσμίου Επισκόπησης (Global Survey Method - GSM) της γαλαξιακής κοσμικής ακτινοβολίας, η οποία συνδέει τη δευτερογενή με την πρωτογενή κοσμική ακτινοβολία στο όριο της μαγνητόσφαιρας, βοήθησε τα μέγιστα προς αυτή την κατεύθυνση. Εξαιτίας του πλήθους των γεγονότων που τέθηκαν σε ανάλυση προέκυψαν σημαντικά στατιστικά αποτελέσματα που οριοθετούν για πρώτη φορά την έννοια της τυπικής μη-περιοδικής μείωσης Forbush. Αποδείχτηκε σαφώς, ότι υπάρχει εξάρτηση της χρονικής κατανομής των μειώσεων της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας από το ηλιογραφικό μήκος της αντίστοιχης ηλιακής πηγής. Πέρα από τις τυπικές περιπτώσεις μειώσεων Forbush, αναδείχτηκαν και αναλύθηκαν και περιπτώσεις οι οποίες χαρακτηρίζονται ως μη-τυπικές, όπως αυτές του Ιανουαρίου, Ιουλίου, Αυγούστου και Σεπτεμβρίου 2005, και οι οποίες είναι ιδιαίτερα σημαντικές διότι παρέχουν πληροφορίες για μεγάλης κλίμακας δομές που εξελίσσονται στο διαπλανητικό χώρο. Τα αποτελέσματα της διατριβής χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία του Κέντρου Πρόγνωσης Γεωμαγνητικών Διαταραχών του Πανεπιστημίου της Αθήνας.