The power spectrum analysis of the cosmic-ray diurnal variation

Summary

We present a study of the CR diurnal variation by means of the power spectrum analysis of the neutron monitor flux as observed by a group of nonpolar stations. The power spectrum structure indicates a different behaviour for the two components—the steady and the transient—of the diurnal variation. The steady diurnal variation is found to be identical to the one obtained by averaging the diurnal vectors over a one-year period. Moreover, it appears to be made up of two parts, the first one apparently constant over a period of at least 8 years and the second one whose amplitude and phase appear randomly variable over a period comparable to a fraction of a year. The transient diurnal variation instead is correlated to the fluctuations of the interplanetary magnetic field and it is in agreement with the scintillation model of Jokipii and Owens.

Riassunto

Si è studiata la variazione diurna dei RC mediante l'analisi della sua densità spettrale di potenza. I dati usati sono quelli di un gruppo di stazioni non polari per il conteggio dei neutroni. Si è trovato un comportamento della variazione diurna stazionaria differente da quello della transitoria. La variazione stazionaria risulta identica a quella calcolabile col metodo della media della variazione diurna su periodi comparabili con l'anno. Inoltre essa risulta costituita da una parte apparentemente costante su almeno otto anni e di una componente con fase ed ampiezza variabili a caso su periodo comparabile con una frazione di anno. La variazione transitoria appare invece correlata con le fluttuazioni del campo magnetico interplanetario ed in buon accordo col modello delle scintillazioni di Jokipii e Owens.

Резюме

Мы исследуем дневное изменение спектра космических лучей, анализируя данные с нейтронных мониторов группы неполярных стаций. Структура степенного спектра указывает на различное поведение двух компонет—стационарной и переходной—дневного изменения. Обнаружено, что стационарное дневное изменение идентично изменению, полученному в результате усреднения данных за годичный период. Более того, стационарное дневное изменение состоит из двух частей. Первая часть является постоянной за период, по крайней мере, 8 лет. Вторая часть дневного изменения имеет амплитуду и фазу, которые меняются случайным образом в течение периода, сравнимого с частью года. Переходное дневное изменение коррелирует с флуктуациями межпланетного магнитного поля и согласуется с сцинтилляционной моделью Джокипия и Овенса.