Προειδοποιήσεις γεωμαγνητικών διαταραχών και ανθρώπινες φυσιολογικές παράμετροι

Abstract

In this thesis Space Weather effects and more specifically decreases of the cosmic rayintensity, known as Forbush decreases, are studied by using space and ground measurements. Agreat amount of Forbush decreases were examined, as registered by the neutron monitor stations fromthe beginning of their operation until today (1957 – 2012). From these events 185 Forbush decreases,which are connected with precursors (pre-increases and/or pre-decreases of the cosmic ray intensity),were examined. These events were classified for the first time into groups according to three criteria,the criterion of anisotropy, the criterion of western solar sources accompanied with geomagnetic stormsand the criterion of strong Forbush decreases. The selected Forbush decreases cover the time period1967 – 2006. Solar, interplanetary and geomagnetic data from the Forbush decreases database ofIZMIRAN Institute of the Russian Academy of Sciences and Cosmic Ray Group of the University ofAthens were used for the analysis of each event. Moreover, by using hourly cosmic ray intensity datafrom 31 Neutron Monitor stations from the Neutron Monitor Network and applying the ‘Ring of Stations’method the asymptotic longitudinal cosmic ray distribution diagrams were plotted. Results reveal clearsigns of precursors in a satisfactory number of events, which could serve as a useful tool forforecasting Forbush decreases and geomagnetic storms. Furthermore, geomagnetic activity andcosmic ray intensity variations were statistically analyzed in relation to variations of humanphysiological parameters (heart rate, arterial blood pressure, RR interval), since recent internationalinvestigations have shown that space weather effects could influence human health. Results reveal apotential influence of geomagnetic activity and cosmic ray intensity variations on the functionality of thehuman organism.

Στην παρούσα διατριβή μελετώνται τα φαινόμενα του 'ιαστημικού Καιρού, και πιοσυγκεκριμένα οι μειώσεις Forbush της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας, χρησιμοποιώνταςδιαστημικές και επίγειες μετρήσεις. Συγκεκριμένα εξετάστηκε ένας μεγάλος αριθμός μειώσεων Forbushτης έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας που καταγράφηκαν στους μετρητές νετρονίων από την αρχήτης λειτουργίας τους μέχρι σήμερα (1957 – 2012). Από τα γεγονότα αυτά επελέγησαν 185 μειώσειςForbush, οι οποίες παρουσιάζουν προειδοποιητικά σήματα, δηλαδή προ-αυξήσεις και/ή προ-μειώσειςτης έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας. Στη συνέχεια τα γεγονότα αυτά ταξινομήθηκαν για πρώτηφορά σε ομάδες με βάση τρία κριτήρια, το κριτήριο της ανισοτροπίας, το κριτήριο των δυτικών πηγώνκαι των γεωμαγνητικών καταιγίδων και το κριτήριο των μεγάλων μειώσεων Forbush. Τα γεγονότα αυτάκαλύπτουν το χρονικό διάστημα 1967 – 2006. Για την ανάλυση των υπό μελέτη γεγονότωνχρησιμοποιήθηκαν ηλιακά, διαπλανητικά και γεωμαγνητικά δεδομένα από τη βάση μειώσεων Forbushτου IZMIRAN της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών και της Ομάδας Κοσμικής Ακτινοβολίας τουΠανεπιστημίου Αθηνών. Επίσης, χρησιμοποιώντας ωριαίες τιμές της έντασης της κοσμικήςακτινοβολίας από 31 σταθμούς Μετρητών Νετρονίων του Παγκοσμίου 'ικτύου και εφαρμόζοντας τημέθοδο ‘Ring of Stations’, κατασκευάστηκαν τα διαγράμματα της χρονικής κατανομής τουασυμπτωτικού μήκους των κοσμικών σωματιδίων που φθάνουν από τον διαπλανητικό χώρο για όλα ταεπιλεγμένα γεγονότα. Έτσι, προκύπτει ότι σε ένα αρκετά ικανοποιητικό ποσοστό γεγονότωνεπισημαίνονται προειδοποιητικά σήματα, τα οποία αποτελούν ένα ασφαλές κριτήριο για την πρόβλεψηέναρξης των μειώσεων Forbush και των γεωμαγνητικών καταιγίδων. Στη συνέχεια, έγινε στατιστικήανάλυση των μεταβολών της γεωμαγνητικής δραστηριότητας και της έντασης της κοσμικής______________________________________________________________________ΕΚΤ | www.didaktorika.gr | 5ακτινοβολίας σε σχέση με τις μεταβολές των παραμέτρων της ανθρώπινης φυσιολογίας (καρδιακόςρυθμός, αρτηριακή πίεση, διάστημα RR), αφού, όπως προκύπτει και από την πρόσφατη διεθνήβιβλιογραφία, τα φαινόμενα του διαστημικού καιρού μπορούν να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία. Τααποτελέσματα υποδεικνύουν μία πιθανή επίδραση της γεωμαγνητικής δραστηριότητας και τωνμεταβολών της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας στη φυσιολογική λειτουργία του ανθρώπινουοργανισμού.