Динамика интенсивности космических лучей в окрестности околоземной и межпланетных ударных волн тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат физико-математических наук Петухов, Иван Станиславович

• Петухов, Иван Станиславович
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Петухов, Иван Станиславович

Введение

Глава 1. Формирование функции распределения энергичных ионов при дрейфе на фронте околоземной головной ударной волны

1.1. Формирование функции распределения ионов при дрейфе на плоском ударном фронте.

1.2. Формирование спектра отраженных ионов при дрейфе на плоском фронте в присутствии области с магнитным широм.

1.3. Формирование спектра отраженных ионов при дрейфе на плоском фронте в присутствии магнитной трубки.

1.4. Формирование спектра отраженных ионов при дрейфе на плоском фронте в присутствии альвеновской турбулентности в области перед фронтом.

1.5. Интенсивность энергичных ионов, ускоренных при дрейфе на фронте околоземной ударной волны.

1.6. Влияние турбулентности магнитного поля в области за ударным фронтом на амплитуду спектра отраженных ионов.

Выводы.

Глава 2. Динамика интенсивности СКЛ в присутствии межпланетной ударной волны 53 2.1. Расчет функции распределения частиц на фронте методом поколений.

2.2. Определение функции распределения частиц в пространстве.

2.3. Временная динамика спектра частиц для постоянных во времени коэффициентов диффузии.

2.4. Временная динамика спектра частиц для переменных во времени коэффициентов диффузии.

2.5. Сопоставление модельных расчетов с событиями 2-го мая и 24-го августа 1998 года

Выводы.

Глава 3. Динамика интенсивности KJI в присутствии возмущений солнечного ветра

3.1 Области траекторий KJI в окрестности орбиты Земли

3.2. Вероятность регистрации предвестников возмущений солнечного ветра в KJI.

3.3. Временная динамика интенсивности KJI в присутствии межпланетной ударной волны

3.4. Свойства предвестников возмущения.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика интенсивности космических лучей в окрестности околоземной и межпланетных ударных волн»

Исследования процесса ускорения заряженных частиц бесстолк-новительными ударными волнами представляют значительный интерес вследствие большой распространенности ударных волн в космических явлениях. Уникальность околоземной ударной волны заключается в том, что это самая близко расположенная ударная волна в естественных условиях. Полученные в течение 40 лет результаты измерений используются для изучения процессов протекающих на ударных волнах.

В середине 90-х годов вследствие улучшения энергетической и временной точностей измерений начали регистрировать потоки отраженных ионов достаточно больших энергий (> 100 кэВ) на фоне событий частиц.

Удовлетворительного объяснения происхождения таких ионов до настоящего времени нет.

В настоящее время общепринятой модели происхождения солнечных космических лучей постепенных событий нет. Отчасти это объясняется недостатком сведений о характеристиках ударных волн вблизи Солнца и свойствах плазмы солнечной короны, прямые измерения которых недоступны. Сложность теоретического исследования процесса ускорения и распространения солнечных космических лучей постепенных событий состоит в том, что весь процесс происходит в среде с сильно различающимися свойствами. В большом количестве исследований рассчитывается только распространение частиц на основе уравнения переноса с фокусировкой, а описание ускорения заменяется источником частиц с заданными свойствами и расположенным на ударном фронте. Расчет ускорения солнечных космических лучей ударной волной проведен для сильно упрощенных моделей, главным недостатком которых является отсутствие зависимости коэффициентов диффузии от энергии.

Изучение динамики интенсивности космических лучей (КЛ) в присутствии крупномасштабных возмущений солнечного ветра представляет большой интерес в связи с возможностью использования результатов при прогнозировании появления возмущений. Проведенные исследования по данным мюонных телескопов показывают, что около 90% интенсивных геомагнитных возмущений, обусловленных крупномасштабными возмущениями солнечного ветра, имеют явные предвестники.

Идея о возможности использовать космические лучи для прогноза появления возмущений высказана давно. Однако реализовать эту возможность до настоящего времени должным образом не удалось. Одной из главных причин этого является отсутствие подходящей теории, которая могла бы помочь выявлять возмущения и заранее предупреждать о их появлении.

Актуальность темы:

Исследования процессов ускорения космических лучей представляет интерес, главным образом, по двум причинам. Во-первых, свойства генерированных частиц несут сведения о явлениях, протекающих в среде, и величинах параметров области их ускорения. Во-вторых, ускоренные частицы часто сами являются активным компонентом, существенно влияющим на динамические процессы плазмы.

Исследование процессов ускорения необходимо как для понимания фундаментальных свойств космической плазмы, для воссоздания целостной картины разнообразных явлений в природе, так и для решения многих прикладных проблем.

Особый интерес представляет исследование процессов ускорения, протекающих в межпланетном пространстве, поскольку в этом случае имеется возможность сопоставления результатов расчетов и прямых или косвенных измерений, что позволяет проводить детальную проверку адекватности различных гипотез и на этой основе делать обоснованные предсказания о характере аналогичных процессов в удаленных астрофизических объектах.

Цель диссертационной работы:

Целью диссертации является изучение ускорения энергичных ионов дрейфовым механизмом ударными волнами с кривизной.

Конкретно, целями диссертации являются:

1) Исследование ускорения энергичных ионов при дрейфе на фронте околоземной головной ударной волны.

2) Изучение динамики интенсивности частиц в присутствии плоской движущейся ударной волны.

3) Разработка метода траекторий релятивистских частиц как средство описания свойств предвестников крупномасштабных возмущений солнечного ветра.

Научные результаты и новизна работы:

Впервые посредством численного моделирования определено влияние формы фронта околоземной головной ударной волны на спектр энергичных ионов, ускоренных дрейфовым механизмом. Получены свидетельства существенной зависимости амплитуды спектра отраженных ионов от турбулентности магнитного поля в области за ударным фронтом.

Впервые получены результаты аналитических расчетов динамики интенсивности частиц в присутствии плоской движущейся ударной волны в случае коэффициентов диффузии, зависящих от энергии. Результаты применены для интерпретации динамики интенсивности солнечных космических лучей постепенных событий.

Разработан метод траекторий релятивистских частиц в применении к описанию свойств предвестников возмущения солнечного ветра в космических лучах. На основе модельных расчетов впервые: дана оценка регистрации предвестников; определены свойства предвозрастаний интенсивности; определена интенсивность космических лучей от времени, регистрируемая наземным детектором в идеализованном событии.

Достоверность научных результатов:

Достоверность результатов обусловлена использованием адекватных физических моделей, применимость которых ограничена четко сформулированными критериями. Использованием общепринятых, апробированных численных методов расчета с определением их точности. Там где это возможно полученные результаты сопоставлены с результатами других авторов.

Практическая и научная ценность работы:

Разработанные модели будут использоваться для выяснения вклада различных процессов в ускорение энергичных ионов при дрейфе на фронте околоземной головной ударной волны.

Результаты расчетов динамики интенсивности частиц в присутствии бегущей ударной волны будут использоваться для анализа динамики солнечных космических лучей постепенных событий.

Метод траекторий релятивистских частиц будет использоваться при идентификации возмущений и для прогноза появления возмущений солнечного ветра в задачах космической погоды.

Личный вклад автора:

Автор внес значительный вклад в разработку моделей ускорения ионов на фронте околоземной головной ударной волны и отладку численных программ расчетов.

При его участии были проведены численные расчеты аналитической модели динамики интенсивности заряженных частиц в присутствии бегущей плоской ударной волны с коэффициентами диффузии зависящими от энергии, а так же выполнено сопоставление результатов расчетов с данными измерений конкретных событий.

Является соавтором метода траекторий релятивистских частиц и его применения к анализу свойств предвестников возмущений солнечного ветра.

Вклад автора в разработку численных моделей, проведение расчетов и представлении результатов на конференциях и симпозиумах является преобладающим. Апробация работы:

Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались

На 27-й (Hamburg, 2001), 28-й (Tsukuba, 2003) и 29-й (Pune, 2005) международных конференциях по космическим лучам.

На симпозиуме Solar and Galactic Composition SOHO-ACE Workshop (Bern, 2001)

Ha COSPAR Colloquium. (Sofia 2002, Beijing 2006) На Всероссийской конференции Проблемы физики космических лучей и солнечно земных связей (Якутск, 2002)

На Международной Байкальской школе по фундаментальной физике (Иркутск 2002, 2005)

На ISCS Symposium 2003. Solar Variability as an Input to the Earth's Environment. (Tatranska Lomnica, 2003)

На 28-ой и 29-ой Всероссийских конференциях по космическим лучам (Москва 2004 и 2006)

На конференции памяти Ю.И. Гальперина. Conference in Memory of Yuri Galperin (Москва, 2004)

На Всероссийской конференции "Экспериментальные и теоретические исследования основ прогнозирования гелиогеофизической активности "(Москва, 2005)

На научных семинарах в ИКФИА (2000-2007), ИСЗФ(2005), ФИАН(2005), а также опубликованы в рецензируемых журналах и трудах Всероссийских и Международных конференциях и симпозиумах [1] - [11].

Структура работы:

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Содержит 38 рисунков. Список литературы включает 141 наименование. Объем диссертации составляет 147 страниц.

Заключение диссертации по теме «Физика атомного ядра и элементарных частиц», Петухов, Иван Станиславович

Выводы

Для исследования формирования предвестников крупномасштабных возмущений солнечного ветра в КЛ и возможности их регистрации наземными детекторами требуется кинетический метод описания. Это объясняется тем, что длина свободного пробега К Л с энергией больше 10 ГэВ на орбите Земли порядка астрономической единицы. В этом случае большая анизотропия функции распределения КЛ, возникающая при взаимодействии с возмущением, сохраняется при их распространении до орбиты Земли. Метод траекторий релятивистских частиц, основанный на расчете множества траекторий в заданных электромагнитных полях, является адекватным способом описания этих процессов.

Для К Л с энергией 10 ГэВ, приходящих на поверхность магнитосферы Земли из разных направлений, определены конфигурации областей, которые они занимают при невозмущенных условиях. Следует отметить роль нейтральной поверхности ММП, в присутствии которой конфигурация области радикально изменяется.

Конфигурация области К Л может быть использована для оценки вероятности регистрации предвестников возмущений солнечного ветра. Поскольку необходимым условием регистрации предвестников является пересечение возмущением области КЛ. В целом можно отметить, что в присутствии нейтральной поверхности ММП область значительно расширяется, тем самым повышая вероятность появления предвестников возмущения. Исключением является ситуация, при которой Земля находится в плоскости солнечного экватора, там же расположена нейтральная поверхность ММП при отрицательном магнитном поле Солнца (А < 0).

В присутствии межпланетной ударной волны на поверхности магнитосферы Земли появляются КЛ, отраженные от ударного фронта и пришедшие из области возмущения. КЛ, отраженные от ударного фронта, формируют предповышение интенсивности галактических КЛ, поскольку их энергия при отражении увеличивается и соответственно увеличивается амплитуда их интенсивности. КЛ, пришедшие из области возмущения, формируют пред-понижение интенсивности КЛ, поскольку они пришли из области пониженной интенсивности — области Форбуш-понижения.

Определено распределение КЛ разных типов на поверхности магнитосферы и его динамика, обусловленная приближением ударной волны. В начале события приходят КЛ с малыми питч-углами. Это объясняется тем, что КЛ, имеющие малые питч-углы на орбите Земли, вследствие 1-го адиабатического инварианта могут приходить ближе к Солнцу и поэтому раньше взаимодействовать с возмущением. По мере распространения возмущения области, занимаемые КЛ провзаимодействовавших с возмущением расширяются. Можно отметить, что области разных К Л перекрываются на поверхности магнитосферы. Поэтому результат регистрации детектором зависит от соотношения амплитуд предповышения и предпонижения интенсивности КЛ и размера конуса приема детектора на поверхности магнитосферы.

В случае изотропной функции распределения КЛ на орбите Земли при невозмущенных условиях рассчитаны свойства пред-повышений интенсивности КЛ, которые, в общем, согласуются с измерениями.

Рассчитана интенсивность КЛ, регистрируемая наземным детектором во времени в сильно идеализированном событии. Получено, что наземный детектор с малым телесным углом (полный линейный угол ~ 10°) воспроизводит неоднородное распределением интенсивности КЛ на поверхности магнитосферы. При увеличении размера телесного угла поведение интенсивности во времени сглаживается.

В целом можно заключить, что разработанный метод траекторий релятивистских частиц воспроизводит основные свойства предвестников возмущений в КЛ и может быть полезным для решения задач выявления и раннего прогноза появления крупномасштабных возмущений солнечного ветра.

Заключение

Посредством численного расчета множества траекторий заряженных частиц в заданных электромагнитных полях проведено моделирование процесса ускорения энергичных ионов при дрейфе на фронтах ударных волн.

1) Выявлено существенное влияние формы фронта околоземной ударной волны на интенсивность отраженных ионов, ускоренных дрейфовым механизмом. Кривизна ударного фронта приводит в среднем к уменьшению длины дрейфового пути и увеличению количества отраженных частиц.

Амплитуда спектра ионов ускоренных на фланге ударного фронта, там где формируется спектр с максимальной энергией, всегда меньше амплитуды спектра частиц, ускоренных на плоском фронте, поскольку в этом случае заметная доля фоновых частиц проходят мимо фронта и не учавствуют в дрейфе.

2) Установлено, что амплитуда спектра отраженных ионов определяется турбулентностью магнитного поля в области за ударным фронтом, которая обеспечивает возвращение частиц к фронту и повторение цикла ускорения. Амплитуда спектра зависит от расстояния между ударным фронтом и границей области с турбулентностью. При увеличении расстояния амплитуда спектра уменьшается до величины, соответствующей ускорению частиц в отсутствие турбулентности.

Максимальная амплитуда интенсивности получается в том случае, когда область с турбулентностью располагается непосредственно за ударным фронтом.

3) Динамика интенсивности частиц, рассчитанная в рамках диффузионного приближения, с коэффициентами диффузии, вычисленными в соответствии с квазилинейной теорией для измеренного спектра мощности ММП, качественно соответствует наблюдаемой интенсивности СКЛ. Данные измерений плотности спектра мощности ММП в течение события в реальном времени могут быть использованы в качестве прогноза возрастаний интенсивности высокоэнергичных СКЛ вплоть до момента прихода ударного фронта.

4) Развит метод траекторий релятивистских частиц для описания предвестников возмущений солнечного ветра, регистрируемых наземными детекторами. Определена конфигурация области, занимаемой КЛ приходящими на поверхность магнитосферы Земли при разных условиях. Получены оценки вероятности регистрации предвестников возмущений в зависимости от свойств возмущений и условий на орбите Земли. Установлена роль нейтральной поверхности ММП, присутствие которой, в общем, повышает вероятность регистрации предвестников.

5) В случае изотропной функции распределения К Л на орбите Земли при невозмущенных условиях рассчитаны свойства пред-повышений интенсивности КЛ, которые, в общем, согласуются с измерениями.

6) Рассчитана интенсивность КЛ, регистрируемая наземным детектором во времени в сильно идеализированном событии. Получено, что наземный детектор с малым телесным углом (полный линейный угол ~ 10°) воспроизводит неоднородное распределением интенсивности К Л на поверхности магнитосферы. При увеличении размера телесного угла поведение интенсивности во времени сглаживается.

В целом можно заключить, что разработанный метод траекторий релятивистских частиц воспроизводит основные свойства предвестников возмущений в КЛ и может быть полезным для решения задач выявления и раннего прогноза появления крупномасштабных возмущений солнечного ветра.

Автор искренне благодарит своего научного руководителя академика РАН Крымского Гермогема Филипповича за неоценимую помощь и постоянное внимание в работе, а также кандидата физико-математических наук Стародубцева Сергея Анатольевича и Тимофеева Владислава Егоровича, в соавторстве с которыми был выполнен ряд работ, вошедших в диссертацию. Автор выражает свою признательность всем своим коллегам по Лаборатории теории космической плазмы Института космофизических исследований и аэрономии СО РАН за непрерывную поддержку и советы в оформлении диссертации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Петухов, Иван Станиславович, 2007 год

1. Petukhov I.S., Petukhov S.I, Starodubtsev S.A., and Timofeev V.E. Diffusive Propagation of Fast Particles in the Presence of Moving Shock Wave. // Astronomy Lett., 29, 658-666, 2003.

2. Петухов И.С., Петухов С.И., Стародубцев С.А., Тимофеев В.Е. Диффузионное распространение быстрых частиц в присутствии движущейся ударной волны. // Письма в Астрон. ж., 29 , 742-751, 2003.

3. И.С. Петухов, С.И. Петухов, С.А. Стародубцев. Происхождение пучков высокоэнергичных ионов на фронте околоземной ударной волны. // Изв. РАН. Сер.физ., 69, 868-870, 2005.

4. Petukhov I.S. The Influence of the Interplanetary Shock on a Propagation of the Solar Energetic Particles. // Proc.of ISCS 2003 "Solar Variability as an Input to the Earth's Environment Netherlands: ESA Publ.Division. Tatranska Lomnika, 691-694, 2003.

5. Timofeev V.E., Petukhov I.S., Petukhov S.I. and Starodubtsev S.A. Dynamics of Solar Energetic Particles in the Presence of a

6. Shock Wave. // Proc. 28th ICRC, 6/7, Tsukuba, Japan, 36233626, 2003.

7. I.S. Petukhov, S.I. Petukhov, S.A. Starodubtsev. Dynamics in the arrival directions of galactic cosmic rays in the presence of large-scale solar wind disturbances . // 29th ICRC, Pune, 101-104, 2005.

8. Петухов И.С. Распространение быстрых заряженных частиц в присутствии плоской ударной волны. // Труды V сессии молодых ученых "Гелио- и геофизические исследования 127130, 2002.

9. Петухов И.С. Влияние межпланетной ударной волны на солнечные энергичные частицы. // Байкальская молодежная научная школа по фундаментальной физике. VI Сессия молодых ученых "Волновые процессы в проблеме космической погоды 64-65, 2003.

10. Петухов И.С., Петухов С.И., Стародубцев С.А. Происхождение пучков высокоэнергичных ионов на фронте околоземной ударной волны. // Материалы конференции научной молодежи якутского научного центра, 60-66, 2006.

11. Дорман Л.И., Смирнов B.C., Тясто М.И. Космические лучи в магнитном поле Земли. — М.: Наука, 1971, 400 с.

12. Gosling J.T. et al. Observations of two distinct populations of bow shock and ions in the upstream solar wind. // Geophys. Res. Lett., 5, 957-960, 1978.

13. Bonifazi C. and G.Moreno. Reflected and Diffuse ions backstreaming from the Earth's bow shock Volume 1: Basic properties. // J. Geophes. Res., 86, 4397-4404, 1981.

14. Paschmann G., N. Sckopke and I. Papamastorakis. Characteristics of reflected and diffuse ions upstream from the Earth's bow shock // J. Geophys. Res., 86, 4355-4364, 1981.

15. Lee M.A. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration upstream of the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 87, 5063-5080, 1982.

16. Lutsenko V.N., Kudela K. Almost monoenergetic ions near the Earth's magnetospheric boundaries. // Geophys. Res. Lett., 26, 413-416, 1999.

17. Meziane K., Lin R.P., Parks G.K. and et al. Evidence for acceleration of ions to MeV by adiabatic-like reflection at the quasi-perpendicular Earth's bow shock. // Geophys. Res. Lett., 26, 2925-2928, 1999.

18. Decker R.B. Computer modeling of test particle acceleration at oblique shocks. // Space Sci. Rev., 48, 195-262, 1988.

19. Owens A.J. An algorithm for generating fluctuations having an arbitrary power spectrum. //J. Geophys. Res., 83, 1673-1675, 1978.

20. Bieber J.W., Matthaeus W.H., Smith, C.W. et al. Proton and electron mean free paths: the Palmer consensus revisited. // Astrophys. J. 420, 294-306, 1994.

21. Lutsenko V.N., K. Kudela, E.T. Sarris. The DOK-2 experiment to study energetic particles by Tail Probe and Auroral Probe satellites in the Interball project. // Cosmic Research, 36, 93102, 1998.

22. K. Kudela, V.N. Lutsenko, D.G. Sibeck and M. Slivka. Energetic ions and electrons within the magnetosheath and upstream of the bow shock: Interball-1 overview. // Adv. Space Res., 30, 1685-1692, 2002.

23. K. Kudela, V.N. Lutsenko, D.G. Sibeck and M. Slivka. Energetic ions upstream of the Earth's bow shock: Interball-1 survey. // Adv. Space Res., 30, 2731-2736, 2002.

24. K. Kudela, M. Slivka., D.G. Sibeck et al. Energetic proton fluxes within the magnetosheath and upstream of the bow shock: Interball-1 data. // Czechoslovak Journal of Physics, 49, 591598, 1999.

25. Бережко Е.Г., Танеев C.H. Ускорение частиц на фронте головной ударной волны. // Космические исследования, 29, 582-592, 1991.

26. Fan C.Y., Gloeckler G. and Simpson J.A. Evidence for >30-keV electrons accelerated in the shock transition region beyond the Earth's magnetospheric boundary. // Phys. Rev. Lett., 13, 149152, 1964.

27. Anderson K.A. et al. Thin sheets of energetic electrons upstream from the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res. Lett., 6, 401404, 1979.

28. Wu C.S. A fast Fermi process: energetic electrons accelerated by a nearly perpendicular bow shock. //J. Geophys. Res., 89, 8857-8862, 1984.

29. Filbert P.C. and Kellogg P.J. Electrostatic noise at the plasma frequency beyound the Earth's bowshock. //J. Geophys. Res., 84, 1369-1381, 1979.

30. Asbridge J.R., Bame S.J and Strong I.B. Outward flow of protons from the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 73, 5777-5782, 1968.

31. Paschmann G. et al. Energization of solar wind ions by reflection from the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 85, 4689-4693, 1980.

32. Lin R.P., Meng C.I. and Anderson K.A. 30-to 100 keV protons upstream from the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 79, 489-498, 1974.

33. Lee M.A. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration upstream of the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 87, 5063-5080, 1982.

34. Lee M.A. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration at an evolving coronal/interplanetary shock. // Astrophys. J. Suppl. ser., 158, 38-67, 2005.

35. Scholer M. et al. Conditions for acceleration of energetic ions 30 keV associated with the Earth's bow shock. //J. Geophys. Res., 85, 4602-4606, 1980.

36. Scholer M. and Ipavich F.M. Energetic ions upstream of the Earth's bow shock during an Energetic Storm Particle event. // J. Geophys. Res., 88, 5715-5726, 1983.

37. Anagnostopoulos G.C., Sarris E.T. and Krimigis S.M. Observational test of shock drift and Fermi acceleration on a seed particle population upstream of the Earth's bow shock. // J. Geophys. Res., 93, 5541-5546, 1988.

38. Skoug R.M. et al. Upstream and magnetosheath energetic ions with energies to ~ 2 MeV. // Geophys. Res. Lett., 23,1223-1226, 1996.

39. Mason G.M., Mazur J.E. and von Rosenvinge T.T. Energetic heavy ions observed upstream in the Earth's bow shock by STEP/EPACT instrument in WIND. // Geophys. Res. Lett., 23, 1231-1234, 1996.

40. Dwyer J.R. et al. Acceleration of solar flare 3He at the Earth's bow shock. // Geophys. Res. Lett., 24, 61-64, 1997.

41. Decker R. B., Vlahos L. Numerical studies of particle acceleration at turbulent, oblique shocks with an application to prompt ion acceleration during solar flares. // Astrophys. J., 306, 710-729, 1986.

42. Kucharek H. et al. On the origin of field-aligned beams at the quasi-perpendicular bow shock: multi-spacecraft observations by Cluster. // Annales Geophyscae, 22, 2301-2308, 2004.

43. Decker R.B. Formation of shock-spike events at quasi-perpendicular shocks. // J. Geophys. Res., 88, 9959-9973, 1983.

44. Slavin, J. A. and R. E. Holzer. Solar wind flow about the terrestrial planets, 1, Modeling bow shock position and shape. // J. Geophys. Res., 86, 11, 401, 1981.

45. Kallenrode M.-B. Particle propagation in the inner heliosphere. // J. Geophys. Res., 98, All, 19,037-19,047, 1993.

46. Heras A.M. et al. The influence of the large-scale Interplanetary shock structure on a low-energy particle event. // Astrophys. J. 391, 359-369, 1992.

47. Ruffolo, D. Effect of adiabatic deceleration on the transport of solar cosmic rays. // Astrophys. J., 442, 861-874, 1995.

48. Kallenroude M.-B. and Wibberenz G. Propagation of particle injected from interplanetary shocks: A black box model and its consequences for acceleration theory and data interpretation. // J. Geophys. Res., 102, 22,311-22,334, 1997.

49. Bogdan T.J. and Volk H.J. Onion-shell model of cosmic-ray acceleration in supernova remnants. // Astron. Astrophys., 122, 129-136, 1983.

50. Kahler S.W. Injection profiles of solar energetic particle as functions of coronal mass ejection heights. // Astrophys. J., 428, 837-842, 1994.

51. Kennel C.F., Coroniti F.V., Scarf F.L. et al. A test of Lee's quasilinear theory of, ion acceleration by travelling interplanetary shocks. // J. Geophys. Res., 91, 11,917-11,928, 1986.

52. Lee M.A. Coupled hydromagnetic wave excitation and ion acceleration at interplanetary traveling shocks. //J. Geophys. Res., 88, 6109-6119, 1983.

53. Lee M.A., and Ryan J.M. Time-depended coronal shock acceleration of energetic solar-flare particles. // Astrophys. J., 303, 829-842, 1986.

54. Lee M.A. Coupled Hydromagnetic Wave Excitation and Ion Acceleration at an Evolving Coronal/Interplanetary Shock. // Astrophys. J. (Supplement Ser.), 158, 38-67, 2005.

55. Reames D.V. Particle acceleration at the Sun and in the heliosphere. // Space Sci. Rev., 90, 413-491, 1999.

56. Топтыгин И.Н., Космические лучи в межпланетных магнитных полях. — М.:Наука, 1983. 301 с.

57. Zank G.P., Rice W.K., and Wu С.С. Particle acceleration and coronal mass Ejection — driven Shocks: A theoretical model. // J. Geophys. Res., 105, 25,079-25,096, 2000.

58. Reames D.V. Acceleration of energetic particles by shock waves from large solar flares. // Astrophys. J. (Letters) 358, L63-L67, 1990.

59. Reames D.V. SEPs: Space Weather Hazard in interplanetary space. // Proc. Chapman Conference. Space Weather: Progress and Challengers in Research and Applications, 2000.

60. Kallenrode, M.-B. Particle acceleration at interplanetary shocks-observations at a few tens of keV vs. some tens of MeV. // Adv. Space Res., 15, 375-384, 1995.

61. Rice, W.K.M., G.P. Zank, and G. Li. Particle acceleration at coronal mass ejection driven shock: For arbitrary shock strenght. // J. Geophys. Res., 108, 1369, 2003.

62. Rice, W.K.M. and G.P. Zank. Particle acceleration at CME driven shock waves. // Adv. Space Res., 31, 901 906, 2003.

63. Бережно Е.Г., Елшин В.К., Крымский Г.Ф., Петухов С.И. Генерация космических лучей ударными волнами. Новоси-бирск:Наука, 1988, 182 с.

64. Бережко Е.Г., Петухов С.И., Танеев С.Н. Регулярное ускорение частиц на фронтах межпланетных ударных волн. // Письма в Астрон. журн., 24, 151-160, 1998.

65. Бережко Е.Г., Петухов С.И., Танеев С.Н. Ускорение солнечных космических лучей ударными волнами в короне Солнца. // Известия РАН, сер. физ., 65, 339-342, 2001.

66. Berezhko E.G., Petukhov S.I., and Taneev S.N. Shock acceleration of energetic particles in solar corona. // Proc. 27th ICRC, 8, Hamburg, 3215-3218, 2001.

67. Бережко Е.Г., Елшин В.К., Крымский Г.Ф., Турпанов А.А. // Изв. АН СССР. Сер. физ., 50, 2241, 1986.

68. Wanner W., Wibberenz G. A study of the propagation of solar energetic protons in the inner heliosphere. // J.Geophys.Res., 98, 3513-3528, 1993.

69. Decker R.B. The modulation of low-energy proton distributions by propagating interplanetary shock waves: A numerical simulation. // J. Geophys. Res., 86, 4537-4554, 1981.

70. Denskat K.U., and Neubauer F.M. Statistical properties of low frequency magnetic field fluctuations in the solar wind from 0.29 to 1.0 AU during solar minimum conditions: Helios 1 and Helios 2. // J. Geophys. Res., 87, 2215-2223, 1982.

71. Lario D., Sanahuja B., and Heras A.M. Energetic Particle Events: Efficiency of Interplanetary Shocks as 50 keV < E < 100 MeV Proton Accelerators. // Astrophys. J., 509, 415-434, 1998.

72. Ng C.K., and Reames D.V. Focused interplanetary transport of 1 MeV solar energetic protons through self-generated Alfven waves. // Astrophys. J., 424, 1032-1039, 1994.

73. Ng C.K., Reames D.V., and Tylka A.J. Effect of Proton-Amplified Waves on the Evolution of Solar Energetic Particle Composition in Gradual Events. // Geophys. Res. Lett., 26, 2145-2148, 1999.

74. Lario D., Sanahuja B., and Heras A.M. A tool to model solar energetic particles events. ESA Workshop on Space Weather, Ed. N. Crosby, The Netherlands, WPP-155, 343-346, 1999.

75. Ng C.K., Reames D.V., and Tylka A.J. A model for the evolution of the elemental abudances of solar energetic particles. // Proc. 26th ICRC, 6, Salt Lake City, 151-154, 1999.

76. Ng C. K., Reames D. V. and Tylka A. J. Modeling Shock-Accelerated Solar Energetic Particles Coupled To Interplanetary Alfven Waves. // Astrophys. J., 591, 461-485, 2003.

77. Klein K.-L. and Trottet G. The origin of solar energetic perticle events: coronal acceleration versus shock wave acceleration. // Space Sci. Rev., 95, 215-225, 2001.

78. Wanner W., Wibberenz G. Mean free paths from magnetic field power density spectra for selected Helios solar proton events. // Proc. 22nd, 3, 221-224, 1991.

79. Wanner W., Wibberenz G. Variations of magnetic field fluctuation spectra inside 1 AU. // Proc. 22nd, 3, 217-220, 1991.

80. Palmer I.D. Transport coefficients of low-energy cosmic rays in interplanetary space. // Rev. Geophys., 20, 335-351,1982.

81. Marsch E. MHD turbulence in the solar wind. //In Physics of the Inner Heliosphere II, ed. by R. Schwenn and E. Marsch, USA, 159-241 ,1991.

82. Denskat K.U., H.J. Beinroth, and F.M. Neubauer. Interplanetary magnetic field power density spectra with frequencies from 2.4 • 10~5 Hz to 470 Hz from Helios — observations during solar minimum conditions. //J. Geophys. Res., 54, 60-67, 1983.

83. Starodubtsev S.A. A study of the IMF fluctuation spectrum in the frequency range 10~4 — 1.67 • 10~3 Hz during solar activitycycle development. // Phys. Chem. Earth (C), 25, 133-136, 2000.

84. Морс Ф.М. и Фешбах Г. Методы теоретической физики. Т.1. М.: ИЛ, 1958, 930 с.

85. Munakata К. et al. СМЕ Geometry deduced from Cosmic Ray Anisotropy. // Proc. 28th ICRC, 6/7, Tsukuba. 3561-3564, 2003.

86. Munakata K., Bieber J.W. Shin-ichi Y., et al. Precursors of geomagnetic storms observed by the muon detector network. // J.Geophys.Res., 105, 27,457-27,468, 2000.

87. Munakata K., Bieber J.W., Kuwabara Т., et al. A prototype muon detector network covering a full range of cosmic ray pitch angles. // Proc. 27th ICRC, 9, Hamburg, 3494-3497, 2001.

88. Dorman L.I. et al. Possible cosmic ray using for forecasting of major geomagnetic storms, accompanied by Forbush-Effects. // Proc 28th ICRC, 6/7, Tsukuba, 3553-3556, 2003.

89. RufFolo D. Transport and acceleration of energetic charged particles near an oblique shock. // Astrophys. J., 515, 787-800, 1999.

90. Leerungnavarat K. and Ruffolo D. and Bieber J.W. Loss cone precursors to Forbush decreases and advance warning of space weather effects. // Astrophys.J., 593, 587-596, 2003.

91. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. Гл. редактор Сю-няев P.A. — М.: Советская энциклопедия. 1986. 783 с.

92. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. 1982. 620 с.

93. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. — М.: Наука. 1973. 504 с.

94. Корн Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инжинеров. — М.: Наука. 1974. 831 с.

95. Паркер Е. Динамические процессы в межпланетной среде. — М.: Мир. 1965. 362 с.

96. Nonaka Т. et al. Study of cosmic ray short term variations using GRAPES-3 muon telescopes. // Proc. 28th ICRC, 6/7, Tsukuba, 3569-3572, 2003.

97. Forbush S.E. On cosmic-ray effects associated with magnetic storms. // Terr. Magn. atmos. elect., 43, 203-218, 1938.

98. Badruddin, D. Venkatesan, and B. Y. Zhu. Study and effect of magnetic clouds on the transient modulation of cosmic-ray intensity. // Solar Phys., 134, 203-209, 1991.

99. Barouch, E., Burlaga, L. F. Causes of Forbush decreases and other cosmic ray variations. //J. Geophys. Res., 80, 449-456, 1975.

100. L. F. Burlaga. Understanding the Heliosphere and its Energetic Particles. // Proc. 18th ICRC, 12, Bangalore, 21-60, 1983.

101. Iucci, N., Pinter, S., Parisi, M. The longitudinal asymmetry of the interplanetary perturbation producing Forbush decreases. // Nuovo Cimento C, Serie 1, 9 C, 39-50, 1986.

102. N. Iucci, M. Parisi, M. Storini and G. Villoresi. Origin and development in the interplanetary space. // Nuovo Cim. C, 2 C, 1-52, 1979.

103. Lockwood J.A. Forbush Decreases in the Cosmic Radiation. // Space Sci. Rev., 12, 658-715, 1971.

104. Lockwood J. A., Webber W. R., Debrunner, H. The rigidity dependence of Forbush decreases observed at the Earth. // J. Geophys. Res., 96, 5447-5455, 1991.

105. Lockwood J. A., Webber W. R., Debrunner, H. Forbush decreases and interplanetary magnetic field disturbances —

106. Association with magnetic clouds. //J. Geophys. Res., 96, 11,587-11,604, 1991.

107. Murayama T., Maezawa K. and Hakamada K. Time profiles of Forbush decreases and their relation to the structure of the interplanetary magnetic field. // Proc. 16th ICRC, 3, Kyoto, 146-151 , 1979.

108. Shah G. N., Kaul C. L., Razdan H. and Kaul S. R. Causes of Forbush decreases. // ICRC 17th, 4, Paris, 21-24, 1981.

109. G. Zhang and L. F. Burlaga. Magnetic clouds, geomagnetic disturbances, and cosmic ray decreases. //J. Geophys. Res., 93, 2511-2518, 1988.

110. Nishida A. Numerical evaluation of the precursory increase to the Forbush decrease expected from the diffusion convection model. // J. Geophys. Res., 87, 6003-6009, 1982.

111. Kadokura A., Nishida A. Two-dimensional numerical modeling of the cosmic ray storm. //J. Geophys. Res., 91, 13-29, 1986.

112. Iucci N., Parisi M., Storini M., Villoresi G. and Zangrilli N. L. The Cosmic Ray Storm of February 15, 1978. // Nuovo Cim., 2 C, 411-420, 1979.

113. Nagashima K., Sakakibara S., Fujimoto K. et al. Localized pits and peaks in Forbush decrease, associated with stratified structure of disturbed and undisturbed magnetic fields. // Nuovo Cim. C, 13 C, 551-587, 1990.

114. Cane H.V. Cosmic ray decreases and magnetic clouds. //J. Geophys. Res., 98, 3509-3512, 1993.

115. Cane H.V., I.G. Richardson, T.T. von Rosenvinge and G. Wibberenz. Cosmic ray decreases and shock structure: A multi-spacecraft study. // J. Geophys. Res., 99, 21,429-21,442, 1994.

116. H.V. Cane, I.G. Richardson and T.T. von Rosenvinge. Cosmic ray decreases: 1964-1994. // J. Geophys. Res., 101, 21,56121,572, 1996.

117. Lockwood J.A. Forbush Decreases in the Cosmic Radiation. // Space Sci. Rev., 12, 658-715, 1971.

118. Duggal S. P. and M. A. Pomerantz. Origin of north-south anisotropy of cosmic rays. //J. Geophys. Res., 81, 5032-5038, 1976.

119. Belov A.V. et al. Search for predictors of Forbush Decreases. // Proc. 24th ICRC, 4, Rome, 888-891, 1995.

120. Morishita I. et al. Characteristics of precursory decrease of Forbush decrease inferred from world wide observations of muonand neutron intensities. // Proc. 25th ICRC, 1, Durban, 405408, 1997.

121. Bieber J. W., Evenson, P. CME geometry in relation to cosmic ray anisotropy. // Geophys. Res. Lett., 25, No. 15, 2955-2958, 1998.

122. D. Ruffolo, J. Bieber, P. Evenson, and R. Pyle. Precursors to Forbush decreases and space weather prediction. // Proc. 26th ICRC, 6, Salt Lake City, 440-443, 1999.

123. Dorman L.I., Iucci N., Villoresi G. The nature of cosmic ray Forbush-decrease and precursory effects. // Proc. 24th ICRC, 4, Rome, 892-895, 1995.

124. A. Belov et al. Pitch-angle features in cosmic rays in advance of severe magnetic storms: neutron monitor observations. // Proc. 27th ICRC, 9, Hamburg, 3507-3510, 2001.

125. Gosling J. T., S. J. Bame, D. J. McComas, and J. L. Phillips, Coronal Mass Ejections and Large Geomagnetic Storms. // Geophys. Res. Lett., 17, 901-904, 1990.

126. G.A. Bazilevskaya, A.I. Sladkova and A.K. Svirzhevskaya. Features of the solar X-ray bursts related to solar energetic particle events. // Adv. Space Res., 37, 1421-1425, 2006.

127. G.A. Bazilevskaya. Solar cosmic rays in the near Earth space and the atmosphere. // Adv. Space Res., 35, 458-464, 2005.

128. G. A. Bazilevskaya, M. B. Krainev and V. S. Makhmutov. // Effects of cosmic rays on the Earth's environment. //J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 62, 1577-1586, 2000.

129. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E., Sergeev A.V. Analysis of cosmic ray pitch-angle anisotropy during the forbush-effect in June 1972 by the method of spectrographic global survey // Proc. 18th ICRC, 3, Bangalor, 249-252, 1983.

130. Dvornikov V.M., Sdobnov V.E. Time variations of the cosmic ray distribution function during a solar proton event of September 29, 1989 // J. Geophys. Res., 102, 24,209-24,219, 1997.

131. B.M. Дворников, B.E. Сдобнов, A.A. Луковникова, M.B. Юдина. Модуляция космических лучей регулярными электромагнитными полями гелиосферы в периоды солнечных протонных событий. // Изв. РАН. Сер. Физ., 69, 6, 821-824, 2005.

132. L. Kocharov et al. Modeling the shock aftermath source of energetic particles in the solar corona. // Astron. J., 620, 1052-1068, 2005.

133. V. Petrosian and S. Liu. Stochastic Acceleration of Electrons and Protons. I. Acceleration by Parallel Propagating Waves. //Astrophys. J., 610, 550-571, 2004.

134. Дорман Л.И. Вариации галактических космических лучей. Изд. Московского университета. 1975. 213 с.

135. Каминер Н.С. О возрастании интенсивности космических лучей перед Форбуш-эффектом. // Геомагнетизм и аэрон. 20, 1097-1099, 1981.