Anomalic Quasi-Recurrent Variations of Cosmic Rays in September 2014 – February 2015
- Authors: Shlyk N.S.1, Belov A.V.1, Obridko V.N.1, Abunina M.A.1, Abunin A.A.1
-
Affiliations:
- Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
- Issue: Vol 64, No 2 (2024)
- Pages: 240-252
- Section: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0016-7940/article/view/650943
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016794024020073
- EDN: https://elibrary.ru/DYVLAX
- ID: 650943
Cite item
Abstract
An abnormal behavior of galactic cosmic rays in September 2014 – February 2015, manifested in a significant modulation of its flux with a period close to solar rotation, is studied. The state of the solar magnetic field, changes in the parameters of the solar wind and interplanetary magnetic field during the specified period are analyzed. The reasons for the occurrence of longitudinal asymmetry in the distribution of galactic cosmic rays in the inner heliosphere are discussed. It has been established that the period under study is divided into two parts with different physical conditions on the Sun. Conclusions have been drawn about the decisive joint influence of sporadic and recurrent events: repeatedly renewable “magnetic traps” created by successive coronal mass ejections from the same longitudinal zone and anomalously expanded polar coronal holes with an enhanced magnetic field.
Full Text

About the authors
N. S. Shlyk
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
Author for correspondence.
Email: nshlyk@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk
A. V. Belov
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
Email: nshlyk@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk
V. N. Obridko
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
Email: nshlyk@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk
M. A. Abunina
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
Email: nshlyk@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk
A. A. Abunin
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation of Russian Academy of Sciences (IZMIRAN)
Email: nshlyk@izmiran.ru
Russian Federation, Moscow, Troitsk
References
- Алания М.В., Шаташвили Л.X. Квазипериодические вариации космических лучей. Тбилиси: Мецниереба, 1974. 136 с.
- Базилевская Г.А., Охлопков В.П., Чарахчьян Т.Н. Исследования 27-дневных вариаций космических лучей и их связи с неравномерным распределением активных областей на Солнце // Труды ФИАН. 1976. Т. 88. С. 94—113.
- Безродных И.П., Морозова Е.И., Петрукович А.А., Кожухов М.А Динамика солнечной и геомагнитной активности. III. Солнечная и геомагнитная активность в 24 цикле. Реконструкция динамики солнечной и геомагнитной активности // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2019. Т. 172. № 5. С. 10—24.
- Белов А.В. Вспышки, выбросы, протонные события // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 6. С. 783—793. https://doi.org/10.7868/S0016794017060025
- Белов А.В., Ерошенко Е.А., Янке В.Г., Оленева В.А., Абунина М.А., Абунин А.А. Метод глобальной съемки для мировой сети нейтронных мониторов // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 3. С. 374—389. https://doi.org/10.7868/S0016794018030082
- Белов А.В., Белова Е.А., Шлык Н.С., Абунина М.А., Абунин А.А. Геоэффективность спорадических явлений в 24 солнечном цикле // Геомагнетизм и аэрономия. 2023. Т. 63. № 4. С. 534—544. https://doi.org/10.31857/S0016794023600291
- Дорман Л.И. Вариации космических лучей и исследование космоса. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 1028 с.
- Дорман Л.И., Фейнберг Е.Л. Вариации космических лучей // Успехи физических наук. 1956. Т. 59. № 2. С. 189—228. https://doi.org/10.3367/UFNr.0059.195606a.0189
- 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
- Обридко В.Н., Шельтинг Б.Д., Харшиладзе А.Ф. Расчеты межпланетного магнитного поля по данным о его величине в фотосфере солнца // Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46. № 3. С. 310—319.
- Пишкало Н.И., Лейко У.М. Динамика околополярного магнитного поля Солнца в максимуме 24-го цикла // Кинематика и физика небесных тел. 2016. Т. 32. № 2. С. 37—47.
- Сдобнов В.Е., Кравцова М.В., Олемской С.В. Модуляционное влияние коротирующей магнитной ловушки на 27-дневные вариации космических лучей в ноябре — декабре 2014 г. // Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5. № 1. С. 13—16. https://doi.org/10.12737/szf-51201902
- Шлык Н.С., Белов А.В., Абунина М.А., Ерошенко Е.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Янке В.Г. Влияние взаимодействующих возмущений солнечного ветра на вариации галактических космических лучей // Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61. № 6. С. 694—703. https://doi.org/10.31857/S0016794021060134
- Altukhov A.M., Okhlopkov V.P., Charakhchyan T.N., Bazilevskaia G.A. The relationship between high speed solar wind streams and 27-day cosmic ray variation / Proc. 15th ICRC. Plovdiv, Bulgaria, August 13—26, 1977. V. 3. P. 247—251.
- Belov A.V. Forbush effects and their connection with solar, interplanetary and geomagnetic phenomena // Universal Heliophysical Processes: proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium. 2008. V. 4. Symp. S257. P. 439—450. https://doi.org/10.1017/S1743921309029676
- Belov A.V., Shlyk N.S., Abunina M.A., Belova E.A., Abunin A.A., Papaioannou A. Solar energetic particle events and Forbush decreases driven by the same solar sources // Universe. 2022. V. 8. № 8. ID403. https://doi.org/10.3390/universe8080403
- Broxon J.W. Recurrence phenomena in cosmic-ray intensity // Phys. Rev. 1941. V. 59. № 10. P. 773—776. https://doi.org/10.1103/PhysRev.59.773
- Chen H., Zhang J., Ma S., Yang S., Li L., Huang X., Xiao J. Confined flares in solar active region 12192 from 2014 October 18 to 29 // Astrophys. J. Lett. 2015. V. 808. № 1. ID L24. https://doi.org/10.1088/2041-8205/808/1/L24
- Gil A., Mursula K. Exceptionally strong variation of galactic cosmic ray intensity at solar rotation period after the maximum of solar cycle 24 // Proc. 34th ICRC, Hague, Netherlands, July 30 – August 6, 2015. V. 236. ID149. https://doi.org/10.22323/1.236.0149
- Gil A., Alania M.V. Energy spectrum of the recurrent variation of galactic cosmic rays during the solar minimum of cycles 23/24 // Solar Phys. 2016. V. 291. № 6. P. 1877—1886. https://doi.org/10.1007/s11207-016-0924-z
- Dumbović M., Heber B., Vršnak B., Temmer M., Kirin A. An analytical diffusion–expansion model for Forbush decreases caused by flux ropes // Astrophys. J. V. 860. № 1. ID71. 2018. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aac2de
- Hassler D.M., Zeitlin C., Wimmer-Schweingruber R.F., et al. Mars’ surface radiation environment measured with the Mars Science Laboratory’s Curiosity rover // Science. V. 343. № 6169. ID1244797. 2014. https://doi.org/10.1126/science.1244797
- Karna N., Hess Webber S.A., Pesnell W.D. Using polar coronal hole area measurements to determine the solar polar magnetic field reversal in solar cycle 24 // Solar Phys. V. 289. № 9. P. 3381—3390. 2014. https://doi.org/10.1007/s11207-014-0541-7
- Korsos M.B., Ruderman M.S., Erdelyi R. An application of the weighted horizontal magnetic gradient to solar compact and eruptive events // Adv. Space Res. V. 61. № 2. P. 595—602. 2018. https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.05.023
- Laster H., Lenchek A.M., Singer S.F. Forbush decreases produced by diffusive deceleration mechanism in interplanetary space // J. Geophys. Res. V. 67. № 7. P. 2639—2643. 1962. https://doi.org/10.1029/JZ067i007p02639
- Munakata K., Yasue S., Kato C., Kota J., Tokumaru M., Kojima M., Darwish A.A., Kuwabara T., Bieber J.W. On the cross-field diffusion of galactic cosmic rays into an ICME // Advances in Geosciences. V. 2. Solar Terrestrial. Ed. Marc Duldig. Singapore: World Scientific Publishing Co, 2006. P. 115—124. https://doi.org/10.1142/9789812707185_0009
- Modzelewska R., Alania M.V. The 27-day cosmic ray intensity variations during solar minimum 23/24 // Solar Phys. V. 286. № 2. P. 593—607. 2013. https://doi.org/10.1007/s11207-013-0261-4
- Monk A.T., Compton A.H. Recurrence phenomena in cosmic-ray intensity // Rev. Mod. Phys. V. 11. № 3—4. P. 173—179. 1939. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.11.173
- Mordvinov A.V., Yazev S.A. Reversals of the Sun’s polar magnetic fields in relation to activity complexes and coronal holes // Solar Phys. V. 289. № 6. P. 1971—1981. 2014. https://doi.org/10.1007/s11207-013-0456-8
- Obridko V.N., Pipin V.V., Sokoloff D., Shibalova A.S. Solar large-scale magnetic field and cycle patterns in solar dynamo // Mon. Not. R. Astron. Soc. V. 504. № 4. P. 4990—5000. 2021. https://doi.org/10.1093/mnras/stab1062
- Petrie G.J.D., Petrovay K., Schatten K. Solar polar fields and the 22-year activity cycle: observations and models // Space Sci. Rev. V. 186. № 1—4. P. 325—357. 2014. https://doi.org/10.1007/s11214-014-0064-4
- Thalmann J.K., Su Y., Temmer M., Veronig A.M. The confined X-class flares of solar active region 2192 // Astrophys. J. Lett. V. 801. № 2. ID L23. 2015. https://doi.org/10.1088/2041-8205/801/2/L23
- Sheeley Jr.N.R., Wang Y.-M. The recent rejuvenation of the Sun’s large-scale magnetic field: a clue for understanding past and future sunspot cycles // Astrophys. J. V. 809. № 2. ID113. 2015. https://doi.org/10.1088/0004-637X/809/2/113
- Shlyk N.S, Belov A.V., Abunina M.A., Abunin A.A., Oleneva V.A., Yanke V.G. Forbush decreases caused by paired interacting solar wind disturbances // Mon. Not. R. Astron. Soc. V. 511. № 4. P. 5897—5908. 2022. https://doi.org/10.1093/mnras/stac478
- Sun X., Hoeksema J.T., Liu Ya., Zhao Ju. On polar magnetic field reversal and surface flux transport during solar cycle 24 // Astrophys. J. V. 798. № 2. ID114. 2015. https://doi.org/10.1088/0004-637X/798/2/114
- Svalgaard L., Kamide Y. Asymmetric solar polar field reversals // Astrophys. J. V. 763. № 1. ID23. 2013. https://doi.org/10.1088/0004-637X/763/1/23
- Vallarta M.S., Godart O. A theory of world-wide periodic variations of the intensity of cosmic radiation // Rev. Mod. Phys. V. 11. № 3—4. P. 180—189. 1939. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.11.180
Supplementary files
