基于MSISE-90研究高海拔宇宙线观测站处的大气深度廓线模型
Study of atmospheric depth profiles at large high altitude air shower observatory using MSISE-90 model*作者机构：西南交通大学物理科学与技术学院成都611756 西藏大学理学院拉萨850000 天府宇宙线研究中心成都610213
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2024年第73卷第16期
页 面：229-237页
核心收录：
学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学]
基 金：国家重点研发计划(批准号:2018YFA0404201)资助的课题
主 题：MSISE-90大气模型 大气深度廓线 高海拔宇宙线观测站 切伦科夫光
摘 要：高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川省稻城县海子山,它的广角切伦科夫望远镜阵(WFCTA)主要是通过观测广延大气簇射过程中产生的切伦科夫光信号对宇宙线进行研究.WFCTA的标定、模拟和重建都和大气深度有关,目前使用的大气深度模型是美国标准大气深度廓线模型.本研究中将美国标准大气深度廓线模型与卫星TIMED搭载的红外辐射计SABER记录到的LHAASO处14-50 km处的大气深度廓线进行比较,同时也与LHAASO处地面气象站记录的大气深度进行比较,美国标准大气模型的大气深度均偏小.MSISE-90大气模型描述了地球大气中从地面到热层的中性温度和密度,进一步研究发现MSISE-90大气模型与TIMED/SABER和LHAASO处地面标准气象站记录的大气深度的一致性较好.根据MSISE-90大气模型计算得到LHAASO处的大气深度均值廓线在1月最低,其次是2月、3月、4月、11月和12月,这也是WFCTA运行的最佳观测月份.4月份的大气边界层最高,其大气深度存在约2%的日变化.利用美国标准大气模型的函数形式,拟合每月的4.4-100 km处的大气深度廓线,得到了LHAASO处的每月的大气深度廓线模型,并比较了30°天顶角入射的100 TeV的宇宙线质子在MSISE-90大气模型和美国标准大气模型中产生的切伦科夫光的横分布的差异,二者最大差异约可以达到20%.
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