Estimation of seasonal variations of hard cosmic ray flux and atmospheric pressure in 2004–2005

Abstract

This paper focuses on the analysis of connection between changes in hard cosmic ray flux (HCRF) and atmospheric pressure. To analyse connection between HCRF and atmospheric pressure change, the data of HCRF were obtained using a gamma spectrometer. The statistical data of measurements have been analysed. Detailed information on atmospheric pressure was presented by the Lithuanian Hydrometeorological Service. Correlation coefficients were calculated by performing a simple linear regression analysis between HCRF and atmospheric pressure in the same day. A strong inverse correlation during simultaneous measurements was determined. The correlation coefficients were defined for different seasons of the year. An empirical criterion of –20 imp/h was chosen in analysis of HCRF. Connection between HCRF decrease at 1.2–1.6 MeV energy interval and the minimum atmospheric pressure in 3–6 days at individual time intervals is defined in Vilnius. The efficiency of prognosis was 59–73% for the period 2004–2005.

Kietosios kosminės spinduliuotės srauto ir atmosferos slėgio sezoninės kaitos 2004–2005 m. įvertinimas

Santrauka. Straipsnyje analizuojamas kietosios kosminės spinduliuotės srauto (KKSS) ir atmosferos slėgio pokyčių sąryšis. KKSS buvo matuojamas gama spektrometru su scintiliaciniu jutikliu. Išsamią meteorologinę informaciją pateikė Lietuvos hidrometeorologijos tarnyba. Koreliacijos koeficientai apskaičiuoti taikant tiesinę regresiją tarp KKSS ir atmosferos slėgio pokyčių. Nustatyta stipri atvirkštinė koreliacija, kai matavimai atlikti tą pačią dieną. Gauti skirtingi įvairių metų sezonų koreliacijos koeficientai. Atliekant KKSS mažejimo analizę buvo parinktas empirinis kriterijus –20 imp./h. Nustatytas sąryšis tarp KKSS mažėjimo 1,2–1,6 MeV energetiniame intervale ir atmosferos slėgio mažėjimo po 3–6 paru Vilniuje. KKSS mažėjimas buvo analizuojamas per 8–9, 9–10, 11–12, 12–13 val. laiko intervalus. 2004–2005 m. atmosferos slėgio mažėjimo prognozės efektyvumas Vilniuje pagal KKSS mažėjimą buvo 59–73 %.

Reikšminiai žodžiai: kosminiai spinduliai, atmosferos slėgis, koreliacijos koeficientas, sąryšis.

Оценка сезонных изменений потока жесткого космического излучения и атмосферного давления в 2004–2005 гг.

Резюме. Анализируется связь между изменениями потока жёсткого космического излучения (ПЖКИ) и атмосферного давления. ПЖКИ определялся с помощью гамма-спектрометра со сцинтилляционным детектором. Подробная метеорологическая информация была прегoставлена гидрометеорологической службой Литвы. Коэффициенты корреляции между колебаниями ПЖКИ и атмосферного давления были рассчитаны методом прямой регрессии. Установлена сильная обратная корреляция для тех случаев, когда измерения проводились одновременно. Значения коэффициентов корреляции оказались различными для разных сезонов года. При проведении анализа уменьшения ПЖКИ был выбран эмпирический критерий – 20 имп/час. Установлена прогностическая связь между уменьшением ПЖКИ в энергическом интервале 1,2–1,6 МэВ и уменьшением атмосферного давления через 3–6 суток в г. Вильнюсе. Уменьшение ПЖКИ рассматривалось в следующих временных интервалах: 8–9, 9–10, 11–12, 12–13 час. Эффективность прогноза уменьшения атмосферного давления в г. Вильнюсе по уменьшению ПЖКИ составила 59–73% в 2004–2005 гг.

Ключевые слова: поток жесткого космического излучения, атмосферное давление, коэффициент корреляции, связь.

First Publish Online: 10 Feb 2011

Keyword : cosmic ray, atmospheric pressure, correlation coefficient, connection