Forecast of Modulation of Cosmic Rays with Rigidity of 10 GV in the 25th Solar Activity Cycle
- Authors: Yanke V.G.1, Belov A.V.1, Gushchina R.T.1, Kobelev P.G.1, Trefilova L.A.1
-
Affiliations:
- Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
- Issue: Vol 64, No 2 (2024)
- Pages: 230-239
- Section: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0016-7940/article/view/650942
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016794024020064
- EDN: https://elibrary.ru/DZADMD
- ID: 650942
Cite item
Abstract
Based on a forecast of solar activity parameters and the model developed by the authors for modulation of Galactic cosmic rays, we forecasted cosmic ray variations in the 25th solar activity cycle. The cosmic ray flux forecast is based on correlation with the number of sunspots (single-parameter model) or with a set of solar (mainly magnetic) parameters (multiparameter model). The forecast for the number of sunspots was taken from published data; the forecast for other solar parameters was done in the study. It is shown that variations in cosmic rays over three years of the current 25th cycle, in general, do not contradict the forecasts and indicate that the 25th solar activity cycle is expected to be slightly more active compared to the 24th.
Full Text

About the authors
V. G. Yanke
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
Author for correspondence.
Email: yanke@izmiran.ru
ORCID iD: 0000-0001-7098-9094
Russian Federation, Moscow, Troitsk
A. V. Belov
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
Email: yanke@izmiran.ru
ORCID iD: 0000-0002-1834-3285
Russian Federation, Moscow, Troitsk
R. T. Gushchina
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
Email: yanke@izmiran.ru
ORCID iD: 0000-0002-5247-7404
Russian Federation, Moscow, Troitsk
P. G. Kobelev
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
Email: kobelev@izmiran.ru
ORCID iD: 0000-0002-9727-4395
Russian Federation, Moscow, Troitsk
L. A. Trefilova
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation
Email: yanke@izmiran.ru
ORCID iD: 0000-0002-2563-5550
Russian Federation, Moscow, Troitsk
References
- Белов А.В., Гущина Р.Т., Обридко В.Н., Шельтинг Б.Д., Янке В.Г. Прогноз и эпигноз долгопериодных вариаций космических лучей на основе различных индексов солнечной активности // Изв. РАН. Сер. физ. 2005. Т. 69. № 6. С. 890—892.
- Белов А.В., Гущина Р.Т. Индекс долговременного влияния спорадической солнечной активности на модуляцию космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 1. С. 3—10. https://doi.org/10.7868/S0016794018010030
- Белов А.В., Гущина Р.Т., Янке В.Г. Вариации космических лучей в 23—24 циклах солнечной активности по данным мировой сети станций космических лучей // Тр. конф. “Астрономия-2018”. ГАИШ МГУ. 22—26 октября 2018. 2018. Т. 2. С. 27—30. https://doi.org/10.31361/eaas.2018-2.006
- Гущина Р.Т., Белов А.В., Янке В.Г. Спектр долгопериодных вариаций в минимуме солнечной активности 2009 // Изв. РАН. Сер. физ. 2013. Т. 77. № 5. С. 577—580. https://doi.org/10.7868/S0367676513050244
- Гущина Р.Т., Белов А.В., Тлатов А.Г., Янке В.Г. Корональные дыры в долговременной модуляции космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. T. 56. № 3 C. 275—282. https://doi.org/10.7868/S0016794016030068
- Дорман Л.И. Вариации космических лучей и исследование космоса М.: Изд-во РАН СССР, 1963. 1027 с.
- Емелин А. Справочник. 2023. http://mathprofi.net
- Ишков В.И. Текущий 25 цикл солнечной активности: начальный этап // Физика плазмы в солнечной системе. 2022.
- Ишков В.Н. Итоги и уроки 24 цикла — первого цикла второй эпохи пониженной солнечной активности // Астрон. журн. 2022. Т. 99. № 1. С. 54—69. https://doi.org/10.31857/S0004629922020050
- Колданов А.П., Колданов П.А. Теория вероятностей и математическая статистика. Изд. дом ВШЭ, 2023. 248 c. https://doi.org/10.17323/978-5-7598-2544-9
- Крымский Г.Ф. Дифференциальный механизм суточной вариации космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. 1964. Т. 4. № 6. С. 977—986.
- Крымский Г.Ф., Кузьмин А.И., Кривошапкин П.А. Космические лучи и солнечный ветер. Новосибирск: Наука, 1981. 224 с.
- Крымский Г.Ф., Кривошапкин П.А., Герасимова С.К., Григорьев В.Г., Мамрукова В.П. Модуляция космических лучей гелиосферным нейтральным слоем // Геомагнетизм и аэрономия. 2001. Т. 41. № 4. С. 444—449.
- Любимцев О.В., Любимцева О.Л. Линейные регрессионные модели в эконометрике. 2016. https://bibl.nngasu.ru/electronicresources/uch-metod/economic_statistics/859984.pdf
- Янке В Г., Белов А.В., Гущина Р.Т. О долговременной модуляции космических лучей в 23—24 циклах солнечной активности // Изв. РАН. Cер. физ. 2021. Т. 85. № 9. C. 1354—1357. https://doi.org/10.31857/S0367676521090350
- Янке В.Г., Белов А В., Гущина Р.Т. Вариации космических лучей разной энергии в минимумах циклов солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия. 2022. Т. 62. № 4. С. 426—435. https://doi.org/10.31857/s0016794022040174
- Янке В.Г., Белов А.В., Гущина Р.Т., Кобелев П.Г., Трефилова Л.А. Об остаточной модуляции галактических космических лучей в гелиосфере // Космич. исслед. 2023. Т. 61. № 1. C. 43—51. https://doi.org/10.31857/S0023420622060115
- Bajaj A. Time Series Prediction: How is it different from other machine learning? https://neptune.ai/blog/time-series-prediction-vs-machine-learning. 2023.
- Cliver E.W., Ling A.G. The Floor in the Solar Wind Magnetic Field Revisited // Sol. Phys. 2011. V. 274. P. 285—301. https://doi.org/10.1007/s11207-010-9657-6
- Cliver E.W., von Steiger R. Minimal Magnetic States of the Sun and the Solar Wind: Implications for the Origin of the Slow Solar Wind // Space Sci. Rev. 2017. V. 210. P. 227—247. https://doi.org/10.1007/s11214-015-0224-1
- Hathaway D.H. The Solar Cycle // Living Rev. Sol. Phys. 2015. V. 12. Article number 4. https://doi.org/10.1007/lrsp-2015-4
- Krainev M.B., Gvozdevsky B.B., Kalinin M.S., Aslam O.P.M., Ngobeni M.D., Potgieter M.S. On the solar poloidal magnetic field as one of the main factors for maximum GCR intensity for the last five sunspot minima // Proc. 37th ICRC. Berlin, Germany, July 12–23, 2021. PoS(ICRC2021)1322. 2021.
- Labonville F., Charbonneau P., Lemerle A. A dynamo-based forecast of solar cycle 25. // Sol. Phys. 2019. V. 294. Article № 82. https://doi.org/10.1007/s11207-019-1480-0
- Li F., Kong D., Xie J., Xiang N., Xu J. Solar cycle characteristics and their application in the prediction of cycle 25 // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 181 P. 110—115. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.10.014
- Martucci M., Munini R., Boezio M., et al. Proton Fluxes Measured by the PAMELA Experiment from the Minimum to the Maximum Solar Activity for Solar Cycle 24 // The Astrophysical Journal Letters. 2018. V. 854. L2. № 1. https://doi.org/10.3847/2041-8213/aaa9b2
- Miao J., Wang X., Ren T., Li Z. Prediction verification of solar cycles 18—24 and a preliminary prediction of the maximum amplitude of solar cycle 25 based on the Precursor Method // RAA, 2020. V. 20. № 1. Article № 004. https://doi.org/10.1088/1674-4527/20/1/4
- Nandy D. Progress in solar cycle predictions: Sunspot cycles 24—25 in perspective // Sol. Phys. 2021. V. 296. Article ID 54. https://doi.org/10.1007/s11207-021-01797-2
- NASA/NOAA Predicted-sunspot-number-and-radio-flux // Space weather prediction center. 2019. https://www.spaceweatherlive.com/ru/solnechnaya-aktivnost/solnechnyy-cikl.html https://www.swpc.noaa.gov/products
- Obridko V.N., Shelting B.D. Structure of the heliospheric current sheet as considered over a long time interval (1915—1996) // Solar Phys. 1999. V. 184. № 1. P. 187—200. https://doi.org/10.1023/A:1005041329043
- Parker E.N. Cosmic ray modulation by solar wind // Physical Reviews. 1958. V. 110. P. 1445. https://doi.org/10.1103/PhysRev.110.1445
- Parker E.N. Interplanetary dynamical processes. New York: Interscience Publishers, 1963. 272 p.
- Parker E.N. The passage of energetic charged particles through interplanetary space // Planetary and Space Sciences. 1965. V. 13. P. 9—49. https://doi.org/10.1016/0032-0633(65)90131-5
- Pesnell W.D. Solar Cycle Predictions (Invited Review) // Solar Phys. 2012. V. 281. P. 507—532. https://doi.org/10.1007/s11207-012-9997-5
- Pesnell W.D., Schatten K.H. An Early Prediction of the Amplitude of Solar Cycle 25 // Sol. Phys. 2018. V. 293. Article № 112. https://doi.org/10.1007/s11207-018-1330-5
- Petrovay K. Solar cycle prediction // Living Rev. Sol. Phys. 2020. V.17. Article № 2. https://doi.org/10.1007/s41116-020-0022-z
- Rankin J.S., Bindi V., Bykov A.M., Cummings·A.C., Torre S.D., Florinski V., Heber B., Potgieter M.S., Stone E.C., Zhang M. Galactic Cosmic Rays Throughout the Heliosphere and in the Very Local InterstellarMedium // Space Science Reviews. 2022. V. 218. Article № 42. https://doi.org/10.1007/s11214-022-00912-4
- Rob J.H., Athanasopoulos G. Forecasting: principles and practice. Australia: Monash University, 2014. https://otexts.com/fpp2
- Sarp V., Kilcik A., Yurchyshyn V., Rozelot J., Ozguc A. Prediction of Solar Cycle 25: a non-linear approach // Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 2018. V. 481. № 3. P. 2981—2985. https://doi.org/10.1093/mnras/sty2470
- Shi X., Fu H., Zhenghua Huang Z., et al. The Solar Cycle Dependence of In Situ Properties of Two Types of Interplanetary CMEs during 1999—2020 // The Astrophysical Journal. 2022. V. 940. Article № 103. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac9b20
Supplementary files
