[论文解读] The day-night variation of cosmic rays intensity at sea level under the influence of meteorological fronts and troughs

H.M. Mok, Kang Cheng|arXiv (Cornell University)|May 1, 2000

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 3被引用 4

一句话总结

本研究利用盖革-米勒计数器望远镜，调查气象锋面和低压槽如何影响海平面宇宙射线强度的日变化。研究发现，这些大气扰动与强度变化存在强烈相关性，可能与0 °C等温面高度及μ子衰变效应有关，提示其在天气预报中具有潜在应用价值。

ABSTRACT

The day-night variation of cosmic rays intensity at sea level has been observed by a simple G-M counter telescope. We preform two 5 hours counting during the day and night and find that the pattern of variation is closely related to the atmospheric disturbance, especially when the observation station is being affected by meterological front or trough. Such effects may lasts for a few days until the trough or fronts weakened. The pattern of variation may be negatively correlated to the altitude of the 0 degC level of the atmosphere. This is closely related to the muon decay effect in the atmosphere. The phenomenon should be further investigation for possible application in weather forecasting.

研究动机与目标

• 分析在不同气象条件下，海平面宇宙射线强度的日变化特征。
• 研究大气扰动（如锋面和低压槽）对宇宙射线强度分布的影响。
• 探讨宇宙射线强度变化与大气中0 °C等温面高度之间的相关性。
• 评估μ子衰变对观测到的强度变化模式所起的作用。
• 评估这些变化在短期天气预报中应用的潜力。

提出的方法

• 使用简单的盖革-米勒（G-M）计数器望远镜测量海平面宇宙射线强度。
• 在白天和夜间均进行五小时的计数，以捕捉昼夜变化。
• 在观测站受气象锋面或低压槽影响的时段内收集数据。
• 将强度变化模式与大气条件相关联，特别是0 °C等温面的高度。
• 考虑大气中μ子衰变作为观测到的变化的贡献因素。
• 对数天内的强度变化进行时间序列分析，以评估影响的持续时间。

实验结果

研究问题

• RQ1 气象锋面和低压槽如何影响海平面宇宙射线强度的日变化？
• RQ2 宇宙射线强度变化与大气中0 °C等温面高度之间是否存在可测量的相关性？
• RQ3 大气中μ子衰变在多大程度上影响了观测到的强度变化模式？
• RQ4 大气扰动对宇宙射线强度的影响通常持续多长时间？
• RQ5 这些变化能否作为短期天气预报的可靠指标？

主要发现

• 海平面宇宙射线强度的日变化显著受气象锋面和低压槽的影响。
• 这些大气扰动对宇宙射线强度的影响可持续数天，直至系统减弱。
• 观测到宇宙射线强度变化与大气中0 °C等温面高度之间存在负相关性。
• 观测到的变化模式与大气中发生的μ子衰变效应密切相关。
• 研究结果表明，宇宙射线强度变化可能成为监测和预报大气扰动的潜在工具。
• 本研究强调了进一步探索宇宙射线数据在气象应用中潜力的必要性。