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宇宙线大气效应

[拼音]:yuzhouxian daqi xiaoying

[外文]:atmospheric effect of cosmic rays

大气参数的改变对宇宙线强度的影响,又称宇宙线气象效应。

宇宙线进入地球大气层后,由于与大气的相互作用,宇宙线的强度随高度发生变化(如图)。在50公里以上,宇宙线强度几乎保持不变,这表明50公里以上的大气对宇宙线强度影响不大。这部分粒子包括初级宇宙线和它与大气相互作用反射出来的“反照粒子”。在50公里以下,地球大气对宇宙线的影响增强,产生出大量次级粒子。随着大气密度的增加,次级粒子越来越多,宇宙线强度很快增大,至19公里附近形成极大值。随后,由于大气对粒子的吸收,强度又随大气密度的增加而逐渐减少。

影响地面宇宙线强度的主要因素是大气压力和大气温度。当大气压力和大气温度变动时,大气密度和等压面的高度也相应变动,因而次级粒子产生层的高度和粒子的吸收情况也跟着变化,影响到达地面的粒子强度。要从地面宇宙线强度记录求出初级宇宙线强度的变化,必须对大气因素进行改正。例如对于μ介子望远镜来说,由于介子是不稳定粒子,因此大气效应改正应该包括气压、π介子产生层(气压为 104帕)的高度和μ介子产生层(气压为104~2×104帕)的温度变化这 3项改正。而对于中子堆来说,由于中子比较稳定,温度系数非常小,只须考虑气压改正。

此外,宇宙线在大气中产生的电离,会影响低电离层的电子密度及大气电导率,从而影响大气电场和电流,甚至也可能对天气过程产生影响。

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