Il Nuovo Cimento C

, Volume 7, Issue 4, pp 413–426 | Cite as

The power spectrum of cosmic rays. The low-frequency range (1·10−11÷1·10−5) Hz

  • M. R. Attolini
  • S. Cecchini
  • M. Galli
Article

Summary

The cosmic-ray power spectral density in the frequency band (5·10−8÷1·10−5) Hz has been estimated from data of mid- and high-latitude neutron monitors and low latitude ion chamber data. The power spectral density in the band (1·10−11÷1·10−8) Hz for mid-latitude neutron data has been inferred from sunspot records. The spectra show an overallf −2 behaviour with a plateau in the band (5·10−7÷1·10−6) Hz which we show to be due mainly to the Forbush decreases. The solar-rotation peaks are explained by the recurrence effect of the same Forbush decreases. The spectra during solar maxima and minima have similar behaviour but differ by a factor of 10 in magnitude. Some anomalies and peaks in the spectrum may be attributed to semi-annual, annual and biannual waves.

PACS. 94.40

Cosmic rays 

Riassunto

Si calcola una stima della densità spettrale di potenza dei raggi cosmici nella banda di frequenze (5·10−8÷1·10−5) Hz, facendo uso dei dati di stazioni con monitori di neutroni alle medie e alte latitudini e di stazioni con camere di ionizzazione alle basse latitudini. La densità spettrale di potenza nella banda (10−11÷10−8) Hz per le stazioni con monitori di neutroni alle medie latitudini è dedotta dalla serie delle macchie solari. Gli spettri mostrano una distribuzione generale della potenza del tipof −2 con un plateau nella banda (5·10−7÷10−6) Hz che si mostra essere dovuto principalmente alle decrescite d'intensità di tipo Forbush. I picchi in corrispondenza dei periodi di rotazione solare sono spiegati come dovuti alla ricorrenza di questi stessi eventi. Lo spettro di potenza durante i periodi di massima e minima attività solare mostra la stessa distribuzione in frequenza ma differisce di un fattore 10 in grandezza. Alcune anomalie e picchi nello spettro sono attribuiti all'onda annuale e semiannuale della intensità dei raggi cosmici.

Резюме

Оценивается спектральная плотность космических лучей в области частот (5·10−8÷10−5) Гц, используя данные с нейтронных мониторов, расположенных на станциях на средних и высоких широтах, и данные с ионизационных камер, расположенных на станциях на низких широтах. Спектральная плотность в области (10−11÷10−8) Гц, с нейтронных мониторов на средних широтах, выводится из регистрации солнечных пятен. Полученные спектры обнаруживают обшую зависимость типаf −2 с плато в области (5·10−7÷10−6) Гц, которое, должно быть, связано с убываниями Форбуша. Пики, соответствующие периоду вращения Солнца, объясняются как рекуррентные эффекты убываний Форбуша. Спектр в течение периодов максимумов и минимумов солнечной активности обнаруживает аналогичное частотное поведение, но отличается в 10 раз по величине. Некоторые аномалии и пики в спектре могут быть приписаны полугодичным, годичным и двух-годичным волнам интенсивности космических лучей.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. (1).
    V. I. Shishlov:Ž. Ėksp. Teor. Fiz.,55, 1449 (1968).Google Scholar
  2. (2).
    A. J. Owens andJ. R. Jokipii:J. Geophys. Res.,79, 907 (1974).ADSGoogle Scholar
  3. (3).
    I. N. Toptygin andV. N. Vasilijev:Astrophys. Space Sci.,48, 267 (1977).CrossRefADSGoogle Scholar
  4. (4).
    M. R. Attolini, S. Cecchini andM. Galli:Proceedings of the XIV International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.3 (Munchen, 1975), p. 1113.ADSGoogle Scholar
  5. (5).
    M. R. Attolini, S. Cecchini andM. Galli:Proceedings of the XV International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.11 (Plovdiv, 1977), p. 287.ADSGoogle Scholar
  6. (6).
    J. R. Jokipii andA. J. Owens:J. Geophys. Res.,81, 2094 (1976).ADSGoogle Scholar
  7. (7).
    M. R. Attolini, S. Cecchini, I. Guidi andM. Galli:Lett. Nuovo Cimento,2 386 (1974).ADSGoogle Scholar
  8. (8).
    M. R. Attolini, S. Cecchini, I. Guidi andM. Galli:Lett. Nuovo Cimento,2 391 (1974).ADSGoogle Scholar
  9. (9).
    M. R. Attolini, S. Cecchini, I. Guidi andM. Galli:Nuovo Cimento C,1, 275 (1978).ADSGoogle Scholar
  10. (10).
    J. A. Simpson andJ. R. Wang:Astrophys. J.,161, 265 (1970).CrossRefADSGoogle Scholar
  11. (11).
    T. Mathews, P. H. Stoker andB. G. Wilson:Planet. Space Sci.,19, 981 (1971).CrossRefADSGoogle Scholar
  12. (12).
    S. E. Forbush:Phys. Rev.,54, 975 (1938).CrossRefADSGoogle Scholar
  13. (13).
    S. E. Forbush:J. Geophys. Res.,59, 525 (1954).ADSGoogle Scholar
  14. (14).
    M. A. Pomerantz andS. P. Duggal:Rev. Geophys. Space Sci.,12, 343 (1974).ADSGoogle Scholar
  15. (15).
    A. Papoulis:Probability, Random Variables, and Stochastic Processes (McGraw-Hill, New York, N.Y., 1965).MATHGoogle Scholar
  16. (16).
    L. H. Koopmans:The Spectral Analysis of Time Series (Academic Press, New York, N.Y., 1974).MATHGoogle Scholar
  17. (17).
    G. D. Parker:J. Geophys. Res.,81, 3825 (1976).ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. (18).
    N. Iucci, M. Parisi, M. Storini andG. Villoresi:Proceedings of the XV International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.3 (Plovdiv, 1977), p. 329.ADSGoogle Scholar
  19. (19).
    N. Iucci, M. Parisi, M. Storini andG. Villoresi:Nuovo Cimento C,1, 1 (1979).ADSGoogle Scholar
  20. (20).
    N. Iucci, M. Parisi, M. Storini andG. Villoresi:Nuovo Cimento C,2, 421 (1979).ADSGoogle Scholar
  21. (21).
    K. Nagashima andI. Morishita:Planet. Space Sci.,28, 195 (1980).CrossRefADSGoogle Scholar
  22. (22).
    C. J. Hatton andG. A. Bowe:Proceedings of the XVII International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.3, (Paris, 1981), p. 255.ADSGoogle Scholar
  23. (23).
    M. R. Attolini, S. Cecchini andM. Galli:Proceedings of the XVII International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.8 (Paris, 1981), p. 202.ADSGoogle Scholar
  24. (24).
    M. R. Attolini, S. Cecchini andM. Galli:Proceedings of the XVIII International Cosmic-Ray Conference, Conference Papers, Vol.9 (Bangalore, 1983), p. 441.ADSGoogle Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1984

Authors and Affiliations

  • M. R. Attolini
    • 1
  • S. Cecchini
    • 1
  • M. Galli
    • 2
  1. 1.Istituto Tecnologie e Studio Radiazioni ExtraterrestriConsiglio Nazionale delle RicercheBolognaItalia
  2. 2.Dipartimento di Fisica dell'Università degli StudiBolognaItalia

Personalised recommendations