Two mini neutron monitors are installed at Concordia research station (Dome C, Central Antarctica, $75^{\circ}06^{\prime}S$, $123^{\circ}23^{\prime}E$, 3,233 m.a.s.l.). The site has unique properties ideal for cosmic ray measurements, especially for the detection of solar energetic particles: very low cutoff rigidity < 0.01 GV, high elevation and poleward asymptotic acceptance cones pointing to geographical latitudes > $75^{\circ}S$. The instruments consist of a standard neutron monitor and a "bare" (lead-free) neutron monitor. The instrument operation started in mid-January 2015. The barometric correction coefficients were computed for the period from 1 February to 31 July 2015. Several interesting events, including two notable Forbush decreases on 17 March 2015 and 22 June 2015, and a solar particle event of 29 October 2015 were registered. The data sets are available at cosmicrays.oulu.fi and nmdb.eu.
Muons and neutrons are representative secondary particles that are generated by interactions between primary cosmic ray particles (mostly protons) and the nuclei of atmospheric gas compounds. Previous studies reported that muons experience seasonal variations because of the meteorological effects of temperature. The intensity of neutrons has a typical modulation with various periods and reasons, such as diurnal and solar variation or transient events. This paper reports that cosmic ray particles, which were observed by neutron monitors, have seasonal variations using the daily data at the Oulu neutron monitor. To eliminate the effects of solar activity across time, the daily data were normalized by two different transformations: transformations with respect to the grand mean and yearly mean. The data after transformation with respect to the yearly mean showed more statistical stability and clear seasonal variations. On the other hand, it is difficult to determine if the seasonal variation results from terrestrial effects, such as meteorological factors, or extraterrestrial effects, such as the position of the Earth in its orbit of revolution.
Recently, two instruments of cosmic ray are operating in South Korea. One is Seoul muon detector after October 1999 and the other is Daejeon neutron monitor (Kang et al. 2012) after October 2011. The former consists of four small plastic scintillators and the latter is the standard 18 NM 64 type. In this report, we introduce the characteristics of both instruments. We also analyze the flux variations of cosmic ray such as diurnal variation and Forbush decrease. As the result, the muon flux shows the typical seasonal and diurnal variations. The neutron flux also shows the diurnal variation. The phase which shows the maximum flux in the diurnal variation is around 13-14 local time. We found a Forbush decrease on 7 March 2012 by both instruments. It is also identified by Nagoya multi-direction muon telescope and Oulu neutron monitor. The observation of cosmic ray at Jangbogo station as well as in Korean peninsula can support the important information on space weather in local area. It can also enhance the status of Korea in the international community of cosmic ray experiments.
Park, Eun Ho;Jung, Jongil;Oh, Suyeon;Evenson, Paul
Journal of Astronomy and Space Sciences
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제35권4호
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pp.219-225
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2018
Cosmic rays are ions that move at relativistic speeds. They generate secondary cosmic rays by successive collisions with atmospheric particles, and then, the secondary particles reach the ground. The secondary particles are mainly neutrons and muons, and the neutrons are observed by the ground neutron monitor. This study compared the diurnal variation in cosmic ray intensity obtained via harmonic analysis and that obtained through the pile-up method, which was examined in a previous study. In addition, we analyzed the maximum phase of the diurnal variation using four neutron monitors with a cutoff rigidity below approximately 6 GV, located at similar longitudes to the Oulu and Rome neutron monitors. Expanding the data of solar cycles 20-24, we examined the time of the maximum cosmic ray intensity, that is, the maximum phase regarding the solar cyclic modulation. During solar cycles 20-24, the maximum phase derived by harmonic analysis showed no significant difference with that derived by the pile-up method. Thus, the pile-up method, a relatively straightforward process to analyze diurnal variation, could replace the complex harmonic analysis. In addition, the maximum phase at six neutron monitors shows the 22-year cyclic variation very clearly. The maximum phase tends to appear earlier and increase the width of the variation in solar cycles as the cutoff rigidity increases.
지상에서 우주선 측정기(NM, Neutron Monitor)로 관측되는 우주선 세기의 일변화는 일평균 값의 $1{\sim}2%$ 정도의 진폭을 갖는 사인곡선의 형태를 보인다. 본 연구는 NM 관측소에서 우주선 일변화의 최대 및 최소 세기가 관측되는 지방시 변화의 통계적 경향 분석을 수행하였다. 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각의 분포에 영향을 주는 우주선 중성자 관측소의 위치(cut-off rigidity)와 태양활동도의 영향을 분석해 보기 위해서 저위도 지방의 Haleakala(위도: 20.72N, cut-off rigidity: 12.91Gev)와 고위도 지방의 Oulu(위도: 65.05N, cut-off rigidity: 0.81Gev) 우주선 중성자 관측소의 1996년(태양활동 극소기) 및 2000년(태양활동 극대기) 우주선 관측 자료를 분석하였다. 태양활동 극대기의 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각은 태양활동 극소기에 비해 약 $2{\sim}3$시간 정도 늦은 시각에 나타난다. 우주선 중성자 관측소의 위치 즉 위도별 분포(rigidity의 크기)에 따른 영향을 살펴보면, cut-off. rigidity가 Haleakala보다 작은 Oulu에서 우주선 일변화 최대 및 최소 세기 시각이 약 $2{\sim}3$시간 정도 늦게 나타나며, 이러한 현상은 극대기에 더욱 뚜렷하게 나타났다. 태양활동에 따른 행성간 자기장 세기의 변화와 위도에 따른 cut-off rigidity의 크기에 따라 우주선 세기 일변화 위상이 결정된다고 볼 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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