Повышение уровня земли или событие уровня земли ( GLE ) — это особый подмножество событий с солнечными частицами , когда заряженные частицы Солнца обладают достаточной энергией для создания эффектов, которые можно измерить на поверхности Земли. Эти частицы (в основном протоны ) ускоряются до высоких энергий либо в солнечной атмосфере , либо в межпланетном пространстве , при этом существуют некоторые споры относительно преобладающего метода ускорения. [1] В то время как события, связанные с солнечными частицами, обычно включают частицы солнечной энергии с энергией 10–100 МэВ, GLE включает частицы с энергией выше примерно 400 МэВ. [2]
Определение GLE следующее: «Событие GLE регистрируется, когда происходят почти совпадающие и статистически значимые увеличения скорости счета по крайней мере двух разных нейтронных мониторов, включая по крайней мере один нейтронный монитор вблизи уровня моря и соответствующий увеличение потока протонов, измеренного космическими приборами)». [3]
Существует подкласс GLE, называемый суб-GLE: «Событие суб-GLE регистрируется, когда происходят почти совпадающие и статистически значимые увеличения скорости счета по крайней мере двух разных расположенных на большой высоте нейтронных мониторов и соответствующее увеличение поток протонов, измеренный космическими приборами, но не имеет статистически значимого увеличения скорости счета нейтронных мониторов вблизи уровня моря». [3]
Заряженные частицы Солнца обычно не обладают энергией, необходимой для проникновения в магнитное поле Земли или верхние слои атмосферы . Однако небольшое количество солнечных событий производит заряженные частицы, которые способны проникать через эти слои, вызывая воздушный ливень . Этот поток частиц достигает уровня земли, где измеряются эффекты, что привело к названию «Улучшение уровня земли». Эти эффекты обычно измеряются как повышенные уровни нейтронов и мюонов . [2] Эти события могут увеличить дозу радиации человека на уровне моря или в самолете, хотя и не настолько, чтобы значительно увеличить риск развития рака у человека в течение жизни. [4]
GLE отличаются от отдельных космических лучей , поскольку в атмосферу Земли одновременно входят несколько заряженных частиц , что приводит к синхронному событию на обширной территории. Термин GLE относится к этому более широкому событию, а не к потоку отдельных частиц. О GLE свидетельствует увеличение уровней нейтронов и мюонов на одной или нескольких станциях мониторинга, происходящее в течение 15 минут или более, с последующим более длительным спадом до предыдущих уровней. [2]
GLE связаны с интенсивными солнечными вспышками ; например, GLE, произошедший 17 мая 2012 г., был связан со вспышкой М-класса, произошедшей за 20 минут до этого. Поскольку частицы, вызывающие GLE, имеют такие высокие кинетические энергии, они движутся очень быстро и могут использоваться для прогнозирования прибытия событий солнечных энергичных частиц (SEP) (с более медленными частицами с более низкой энергией). [2] Метод, с помощью которого солнечные вспышки и корональные выбросы массы (КВМ) производят такие частицы высокой энергии, все еще неясен, при этом некоторые исследования предполагают, что они производятся в основном ударной волной КВМ , сильными вспышками или какой-либо их комбинацией, или связаны со связью активной области Солнца с магнитным полем Земли. [1]
Повышение уровня земли обычно сопровождается солнечной радиационной бурей. Частота возникновения GLE составила 29% для штормов S2 или более крупных, 36% для S3 или более крупных и 40% для S4 при корреляции с S-шкалой (связанной с количеством протонов >10 МэВ, измеренных на геостационарной орбите ). [2]
GLE встречаются редко. В настоящее время, начиная с 1940-х годов, наблюдаются 74 события GLE. [5] Последний GLE #74 произошел 11 мая 2024 года. GLE чаще наблюдаются в районе максимума солнечной активности . [4]