Recurrent Forbush decreases of galactic cosmic ray intensity in positive and negative solar magnetic cycles

Abstract

The objective of this research is to study the short-term variations in cosmic Galactic cosmic rays along the rotation of the Sun, known as recurrent Forbush decreases (RFDs), measured by neutron monitors with different magnetic cutoff rigidity (Pc) during the positive solar magnetic cycle epoch (A>0) in 2015-2016 of solar cycle 24/25 and negative epoch (A<0) in 2008-2011 of the solar cycle 23/24. The study time periods are in low solar activity. The analysis of RFDs of 70 events during during A<0 and 35 events during A>0 RFD indicated that the magnitude of the RFDs is lower for higher Pc stations. The RFD amplitude of stations in the northern hemisphere is more modulated than in the southern hemisphere. This corresponds to the structural characteristics of the high-speed solar wind stream that corotates with the Sun. Combined analysis with solar wind speeds and interplanetary magnetic fields measured by the Advanced Composition Explorer spacecraft found that the in the A<0 epoch , Bsmax ,Vsmax (smoothed max) is most relevant to the magnitude of RFDs, giving the highest correlation coefficient (r). Bmax ,Vmax (the maximum observed value) on the other hand, gives a smaller value of r fall ∆B , ∆V (difference between peak and base values), cannot be used to refer to the true maximum in the range A>0 epoch. Bsmax ,Vsmax and other parameters have no relation to the RFD amplitude. From the analysis of gamma (the slope of the log curve between the amplitude and the stiffness value) indicates that drift has the greatest effect on the magnitude of the RFDs that recurs in the direction of the drift of particles in the current sheet. Following the drift model in A>0 and A<0 it was found that the asymmetrical cosmic-galactic cosmic ray modulation along the solar current sheet relates to the RFD amplitude.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงในระยะสั้นของรังสีคอสมิกกาแล็กติกตามรอบการหมุนของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า การลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำ ที่ตรวจวัดโดยสถานีตรวจวัดนิวตรอนที่มีค่าความแข็งเกร็งทางแม่เหล็กช่วงตัดต่างกันในระยะวัฏจักรทางแม่เหล็กสุริยะแบบบวก (A>0) ในปี ค.ศ. 2015-2016 ของวัฏจักรสุริยะที่ 24/25 และแบบลบ (A<0) ในปี ค.ศ. 2008-2011 ของวัฏจักรสุริยะที่ 23/24 โดยช่วงเวลาที่ศึกษาเป็นระยะที่กัมมันตภาพสุริยะมีระดับต่ำ จากการวิเคราะห์การลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำในช่วง A<0 จำนวน 70 เหตุการณ์ และในช่วง A>0 จำนวน 35 เหตุการณ์ พบว่าขนาดของการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำมีค่าต่ำลงสำหรับสถานีที่มีค่าความแข็งเกร็งทางแม่เหล็กช่วงตัดสูงขึ้น และการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำของสถานีทางซีกโลกเหนือถูกมอดูเลตมากกว่าทางซีกโลกใต้ สอดคล้องกับลักษณะทางโครงสร้างของลมสุริยะความเร็วสูงที่หมุนร่วมกับดวงอาทิตย์ จากการวิเคราะห์ร่วมกับความเร็วลมสุริยะและสนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ที่วัดโดยยานอวกาศ Advanced Composition Explorer พบว่า ขนาดของการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำในช่วง A<0 (2008-2011) มีความเกี่ยวข้องมากที่สุดกับ Bsmax และ Vsmax (ค่าสูงสุดจากค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ ซึ่งให้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์สูงสุด บ่งชี้ว่า Bsmax และ Vsmax เป็นพารามิเตอร์ที่สัมพันธ์กับขนาดของการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำ ในทางกลับกัน Bmax และ Vmax (ค่าสูงสุดที่สังเกตได้) ให้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ต่ำกว่า ส่วนในกรณีของ ∆B และ ∆V (ความแตกต่างระหว่างค่าสูงสุดและค่าฐาน) ไม่สามารถใช้อ้างอิงเทียบกับขนาดของการลดลงแบบฟอร์บุชได้ เมื่อพิจารณาการขึ้นกับวัฏจักแม่เหล็กสุริยะพบว่า Bsmax และ Vsmax และพารามิเตอร์อื่นๆ ไม่มีความสัมพันธ์กับขนาดการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำในช่วง A>0 (2015-2016) และจากการวิเคราะห์ค่าแกมมา (ความชันของกราฟเชิงล็อกระหว่างแอมพลิจูดกับค่าความแข็งเกร็ง) บ่งชี้ว่าการ ดริฟต์มีผลมากที่สุดต่อขนาดการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำตามทิศทางของการดริฟต์ของอนุภาคในแผ่นกระแสสุริยมณฑลตามแบบจำลองการดริฟต์ ในช่วง A>0 และในช่วง A<0 พบว่าการมอดูเลตรังสีคอสมิกกาแล็กติกแบบไม่สมมาตรตามแผ่นกระแสสุริยมณฑลที่เกี่ยวข้องกับการลดลงแบบฟอร์บุชที่เวียนซ้ำที่มากขึ้นของสถานีทางซีกโลกเหนือ