Journal of Atmospheric and Terrestrial Phyafca, 1955.Vol. 7, pp. 80to 89.
PergamonPressLtd., London
Untersuchung des Tagesganges der kosmischen U&m&r&lung
mit einer groisenIonisationskammer (StudiesOildailyv&riations of cosmicradiation with a largeionization chamber) Phys. Institut
A. ?kl?l!KUS der Universit&t Freiburg
i. Br.
(Received 4 November 1954) ABSTRACT Studies of the daily variations of cosmic radiations in a shielded ionization chamber of 60.cm diameter and 18U-cm length. The resulta of abnormal daily variations are discussed.
Die kosmische Ultrastrahlung (U.S.) zeigt einen sonnentaglichen Gang mit einer Amplitude von einigen Promille. Da durch die statistisch bedingte MeBunsicherheit der gebr~uch~chen Apparaturen und zum Teil such durch reelle unregelm~~ige Anderungen der Strahlung Schwankungen der in einer Stunde gemessenen Intensitat bis etwa 1% hervorgerufen werden, ist zur Feststellung des Tagesganges eine Summierung vieler Einzeltage notig. Mit diesem Verfahren wurden zahlreiche Untersuchungen des sonnentaglichen Ganges gemacht. Es zeigte sich dabei, dalJ der Tagesgang eine sehr komplizierte Erscheinung ist, bei der viele Faktoren, wie eine magliche Anisotropie der prim&en WeItraumstrahlung, die Einwirkung eines ev. vorhandenen Magnetfeldes der Sonne, erdmagnetische und atmospharische Einfliisse eine Rolle spielen, ohne da13 bisher eine einwandfreie Zergliederung der verschiedenen Anteile mijglich war (Literatur bei WILSON, llt52f. Nun fanden SEKIDO und YOSHIDA (I%%), daI.3 gelegentlich bei magnetischen St~rmen unmittelbar nach der Stiirung ein verst&rkter Tagesgang mit Amplituden bis iiber 10 Promille auftritt, der in den Registrierungen direkt zu erkennen ist. Damit war zum erst’en Ma1 die Moglichkeit gegeben, eine besondere Klasse von Tagesgangen zu isolieren und die Bedingungen des Auftretens zu Die japanischen Forscher nahmen auf Grund der wenigen direkt untersuchen. beobachteten F&lie an, daI3 bei jeder magnetischen StGrung, gekennzeichnet durch den Verlauf der erdmagnetischen Komponenten oder einen charakteristischen Abfall der U.S.-Intensitat, Tagesgange mit anormaler Amplitude und anormalem Verlauf auftreten und fiihrten mit dieser Annahme eine Analyse des Tagesganges Sie erhielten im statistischen Mittel eine bci magnetischen Stiirungen durch. Vergr~~erung der Tagesgangamplituden und eine Verlagerung des zeitlichen Eintretens der Extremwerte. Unabhangig davon fanden EHMERT und SITTKUS (1951) mit Apparaturen groBer Mefigenauigkeit (Ionisationskammer mit statistischer Streuung des Stundenmittels von etwa 1.5 Promille und Zahlrohrkoinzidenzapparatur mit 6 Promille Schwankung) mehrere FHIle des Auftretens von a~n~rrna~~~ Tagesg~~gen (A.T.G.). * Eine vorlaufige Analyse zeigte, dab es sich bei diesen Effekten urn weltweite Erscheinungen handelt, deren Verlauf an die _ ~~~.~~_. * lnzwischen sind A.T.G. such van ELLIOT und DOLBEAR (WILSON, 1962) beobachtet worden. 80
Untersuehung
des Tageagengee der kosmischen Uttrastrahlung
mit eines grol3en Ioniscttionskammer
Ortszeit gebunden ist. Weiter ergab sich, da8 das Auftreten von A.T.G. nicht; immer mit deutlichen mag~etischen SDiirungen verkniipft ist. Es schien daher niitig, unabh%ngig von irgendwelchen Annahmen iiber die Ursnehe, die Tage rnit ,4.T,C. allein aus den Registrierungen der U.S. auszusnchen nnd drrnn eine Anslyse dieses Effektes zu versuchen. Da fiir das einw-a~~~~frei~Erkennen tier AT-G. eine mijglichst, grol3e MeBgenauigkcit’ dcr Apparatllr vorteillu~lft ist. wurtfen fiir die folgende Untersuchung dieser Erscheinung nnr die I)a~~erregistliienllzgell einer in Freiburg aufgestellten Ionisationskamnler benutzt. Die Registrierungen der Ultrastrahlnng wnrden in Freiburg i. Br. (geogr. Breite 48” N, geogr. L%nge 8” E, geom. Breitr -In” N, Hiihe 210 m ii&r N-N,) im Turm der UniversitB;t durchgefiihrt. Gemesxcn wird die Ionization in eiuer 500 1. Kammer van 60 cm Durchmesser und i1;O cm Lange, gofiillt mit S &ii SGckstoff, hint,er 105 g/cm2 (76 g/cn12 Eiscn + 30 g/cm” Gchwerspat) Panzer. Dabei wird der Hauptteil des Ionenstroms durch eine kleinc C:egenkammer, die mit Ra-y-Strahlung bestrahlt wird, kompensiert8 und die verbleibende Abweichung mit Hilfe eines Einfadenelektrometers kontinuierlich a,uf 10 cm breit,em Film Bei dieser Art der Registrierung lassen bei 8 cm Vorschub pro Stunde registriert sich griiBere Hoffmann’sche Sttil3e erkennen und ihre Extlraionisation van tier ~esamt~ionisation abziehen, 4uf diese Weisc k&men Stiiije nicht als pseudodcs Ionenst&istische Schwankungen in Erscheinung t,reten. Die Abweichnngen stromes vom Kompensationsstrom werden stiindlicb ausgewertet nnd als n&tlere Ahweichnng von einem festen Bczagswert in Promille erhalten. Die sta&tische Streuung des Stundenmittels wurde zu etwa 1.5 1’rumill.e besbimmt~. Aus einer langeren MeIjserie wurde der EinfluO der meteorologischen Faktoren durch &fachFrol~~il~e~rnb Inftrlruck~ndenl~lg. zu -&38 Ko~elatioIlsrechnung zu -0-91 Promille] 10 m Hijhenanderung der 96 ml)-Fhiche nnd zu +O*lH Promille!10 m Abstands%nderung der 96 mb-van der 226 mb Flache berechnet,. Mit diesen We&n wurde eine Reduktion der gemessenen St~Indcnwer~~ auf gleichc Wertc des Luftdruokes, der 96 mb-Flgche und des Abstandes der 96 von der 2% mbFlache durchgefiihrt. Dabei wurde die Barometereffektkorrektur nach den stiindlichen Registrierungen eines Aneroiclbarographetl. vorgenommen, so da13 ein Tagesgang des Luftdruckes nicht in den Tagesgang der 1J.R. eingehen knnn. Fiir die 96 mb und die 225 mb-Flache standerr aus dcr W&terkarten ties deutachen Wctterrlienst~es fur Freiburg nur jo ein Wcrt t’aglich zur Verfugnng. Die Korrekt’ur tier einzeluen Stundenwerte konnte deshalb nur mit, linear interpolierten Werten gemacht werden. Dadurch kommt in die Einzelwert,e eine ~nsi~herheit herein, die aber such in Extremfiillen 5 Promille nicht, iiberschreiten wird. auBerdem wird bei dieser Art der Korrektur der Tagesgang der Druckflachcn nicht auskorrigiert, so da0 die er~~~.ittelt,~~~ Tagesg&nge der U.S. Kffektc des Tngesganges der 96 mbFlLche und der Schic.htdicke zwischen ctcr 96 mb und drr 226 mb-Flache ~011 cnthahen (WILSON, 1952). Aux der laufentlen Auft,ragung tier vollst8ndig korrigierten S~,u~denw~r~,e wurdcn da.nn diejenigen Tage als A.T.G.-Tage ausgesucht, die einen deutlich erkennbarcn regelm&iWigen Tagesgang mit Maximum urn Mittag aufwicsen, und in 3 Klaesen eingeteilt. Klnsse 1 ent,h< die zum Teil unsicheren FHlle mit einer maximalen Amplitude unter 7 Promille. Diese Tage wurden zu den Rechnungen im allgemeinen nicht benut’zt. Klasse 2 enth< die Tage mit
A. Srrrxus
Amplituden zwischen 7 und 10 Promihe und Klasse 3 die wenigen Falle mit Effekten iiber 10 Promille. Auch bei den Tagen der fuassen 2 und 3 ist die Sicherheit der Einordnung als A.T.G. durch Schwankungen der Strahlung teiiweise beeintriichtigt, doclh gaben unabhangige Auswertungen gleiche Ergebnisse, sodaB die Sioherheit der Bestimmung zu etwa 90% angesetzt werden darf.
Fig. 1. B&pi&
fiir dae Auftreten 8u~epr&ter Tageag&nge in den Registri0~llgell siner gepenzerten Ionisstionskammer. (Record8 of 8 shielded ionisetion-chamber: Exemples for the occurrence of pronouncod daily varietions.)
Die Untersuchung der 40 Registriermonate von Dezember 1949 bis MBrz 1953 ergab 189 deutlich erkennbare A.T.G.-Tage. Beispiele fur solche Tage sind in Fig. 1 dargestellt (s. such A. EHMERT und A. SITTXUS, 1951). Aus der Darstellung ist zu erkennen, dal3 der Effekt bevorzugt in Gruppen 82
Untomuohung dea Tagesgangea der koemischen Ultr&rahhmg
mit einer groBen ~oniaetionekammer
Tag Rot.
I ‘i I ! 1 ‘P I ‘i I ‘i’ I ‘P I I” I “P I “; I T I ;” 1
I f I i
\
2 2
IS95 -
.
-1596
1
96 2
97-2’ 981.599-
’
* . *
2
2
. *
2
l
’
l
-
2
2
2
03 -
’ *
l
l
s
.
2
-
2
2 2 22’22’
2 22
. 2
II 12-s
2: 222
2
2
.
2
’
* 2
i9-
2
2
2
1620 21 -
322’
‘2222
-
11
-
12
2
-
I3
2
-
14
2
. .
2
2
tb-
22
. *
21-
’
22
. .
‘22
2 2
.
. .
2 2 2
2 2
l
222222
2
3222.22 -23e2.2 2*
2
36 -
2 2 2
2
2
*
2
22** -2.*2
1640 -
2
2 2
4
2
2
’
2
* 2
2 2
*
222
2
s*
l
* ‘ ’ 2
8
-
31
-
32
-
33
-
34
-
35
-
36 37
-
38
-
39
1
2”
6
26
2 -1640
2
I I I I I I I I 2
22
. . .
27
2 2-
l
223’22
38 39-2
-
-1630 l
2 2
34 35 -
25
*28 -2Y
l
2 2 2
*
24 -
2-
2 2 *
21 22
3233-23 2 ’ ’ 2-
2.22222,
2
33 -
* 2
22.
2*
19 -
.
31 -
17 18
-1620
* 2
2Y1630 -
16
2-
2
2 2
‘222
28 -
1s
23-
2
323333 ,.2**22
2s--
2-
-
2 2 2 2
08
2
2
2 3 2 2 2 2 2
22 -
07
-
I *
2
2
-
* 2 -1610
a
2 2 2 2 2 2
03
2
2
2
02
’ -06
2 2
01 -
-04 OS
2 2 2 2 2 2
2-
-09
’
2
98
-1599
’
2 2 2
97
-
*
22
2
17 18 -
3i-
.
’
22 a.2222
2
2
I5 16-
32-
2 *
2
’ ’
14 -
2324 -
l 2*
l
‘229
.
-
-1600
2222
09 1610 -
2
. ‘22
2
2
-
2
07 -
IS-
2
2
l
06 OS-
3 3
l
04 03 -
’
23222
.
EOOOl02 -
2
2 * 2
l
II
10
I I I I I I I ! I I III 12
14
16
18
20
22
I II
24
26
]l~l~llll
I
9
Fig. 2. Auftreten auageprilgter Tagesg&nge, nach Sonnenrotationen geordnet. (a) Unsichsre Fiille, (Z) Tage.mit Amplituden z-&chen 7 und 10 Promille, (3) Toge mit Amplituden iihtx 10 PromilL. Oocm~ences of pronounced daily x&&ions, arranged according to solar rotations. p) Uncertain c&sos, (2) days with ~p~~d~ bet,wcen 7 and 10 per mill%, (3) daye with ~plitud~ greater than 10 per miile.
83
A. Smrxvs
von mehreren Tagen Dauer auftritt und d&l eine starke Wi~erholungstendenz nach einer Sonnenrotation auftritt. Den gleiahen Eindruck vermittelt Fig. 2, in der das gesamte Material in Form eines Teppichs nach Sonnenrotationen geordnet dargeste~t ist. Die Darstellungen zeigen, dal3 es sich bei den A.T.G. urn einen von der Sonne gesteuerten Vorgang handelt. Zunlichst wurde aus dem Material der 189 ausgewiihlten Tage der Verlauf der Intensitiit bei A.T.G. mit dem Tagesgang bei 189 normalen Tagen verglichen (N.T.G.), die dieselbe zeitliche Verteilung zeigen. Die Vergleichstage wurden allein aus dem U.S. Material ausgewahlt mit der Bedingung, da3 A.T.G. nicht erkennbar war und da13sie moglichst nahe bei den A.T.G.-Tagen lagen. Es wurde
I
Kurve KUNO (Curve Curve
I
I
I
I
Fig. 3. a, Verlauf dea Tsgeaganges an normalen Tagen. b, Verlauf des Zusatzeffektes &n A.T.G. Tagon. a, Daily variation on normal days. b, Additional daily variation on days with big daily variations.)
dabei keine Riicksicht darauf genommen, ob der magnetische Storungsgrad dieser Tage dem der A.T.G.-Tage entsprach. (Uber die mijgliche Auswirkung dieser Vernachl~ssigung siehe die weitere Diskussion). Das Ergebnis der Berechnung zeigt Fig. 3, dabei stellt die Kurve a den N.T.G. und Kurve b den Zusatzeflekt bei A.T.G. dar. W&rend der N.T.G. (Kurve a) den bekannten unsymmetrischen Verlauf mit langsamem Anstieg und ateilerem Abfall (Max. urn 14 h Ortszeit, Min. urn 22 h O.Z.) zeigt, weist der Zusatzeffekt (Kurve 6) innerhalb der statistischen Unsicherheit einen symmetrischen Verlauf zu Ortszeit-Mittag auf. Damit ist gezeigt, daf3 sich aus dem Tagesgang der Ultrastrahlung eine Komponente abspalten la&, die symmetrisch zu Ortszeit-Mittag verlauft und deren Amplitude so stark schwankt, daB sie zeitweise nicht erkennbar ist, zeitweilig aber den Tagesverlauf vollkommen beherrscht. Im Mittel tritt pro Woche ein Tag mit deutlichem A.T.G. auf. Durch diesen Tag wird bei Rechnungen, in denen A.T.G. Tage nicht ausges~hieden werden, die Gesamt-Amplitude des so bestimmten Tagesganges urn O-7 Promille von 2.5 Promille auf 3.2 Promille erhoht und der Zeitpunkt des Eintretens der Extremwerte verschoben. Wegen der starken Schwankungen im Auftreten deutlicher 54
Untersuohung
des Tagesganges
der kosmischen Ultraatrahlung
mit ainer grol3en Ionisationskammcr
A.T.G. Tage (Fig. 1 u. 2), tritt der EinfluB dieses Effektes bei Tagesgangauswertungen ohne Auswahi der Tage in verschiedenem MaBe auf und mu13 bei Auswe~ungen iiber ~nderungen des Tagesgang~ ber~cksichtigt werden. Der in Fig. 3, Kurve b, dargestellte Verlauf des Zusatzeffektes bei A.T.G. ist, das statistische Mittel einer grogen Zahl von Einzelwerten. Die Art der Mittelbildung schliegt nicht aus, dal3 der individuelle A.T.G. Tag einen vom Mittel abweichenden Verlauf zeigt LB. kann eine jahreszeitliche Abhiingigkeit des Verlaufs bestehen oder in einer Folge von A.T.G. Tagen kijnnen Amplitude und Phasenlage des Einzeltages, von der Nummer der A.T.G. Tages abhiingen. Zur Priifung der ersten Frage wurde aus 39 Sommer = A.T.G. = Tagen (Zeitraum 4
6
8 1
10 I
I
I
12
I4
lb
I8
20
22
240.2. I
I
‘1
-3 i
Fig.
4. Verlauf
(Additional
I
I
des cln A.T.G.
daily variations
I
I
Tagen
auftretenden Zusatzeffektes im Sommer (Kurve a) und Winter (Kurve 6). on days with big daily variations (Fig. XJ), shown sopclrately for summer (curve a) and winter (curve b).)
16.4 bis 15-8) und 71 Winter=A.T.G.=Tagen (16.10 bis 15-2) der Verlauf des Zusatzeffektes fur Sommer und Winter bestimmt und mit dem Ergebnis der Bestimmung aus allen Tagen verglichen (Fig. 4). Bei Berticksichtigung der statistischen Me~genauigkeit ergibt sich im Sommer und Winter der gleiche Verlauf. Das vorliegende Material ist noch zu sparlich, urn mit Sicherheit jahreszeitliche Anderungen des A.T.G. auszuschliegen, doch zeigt der Vergleich, da8 die ausgepragten Tagesgiinge wohl nicht durch die Aussendung von Ultrastrahlung durch die Sonne verursacht werden. Eine Erkliirung des A.T.G. durch Zusatzstrahlung von der Sonne, verlangt wegen des Maximums urn Ortszeitmittag die Annahme sehr energiereicher geladener Teilchen (> 1011eV), die durch das magnetische Erdfeld nicht mehr beeinfluet werden, oder die Existenz ungeladener Strahlung von einigen 10BeV. In beiden Fallen mu13 dann die Intensitiit vom Sonnenstande abhangig sein, also miiI3te im Winter die Amplitude im Mittel kleiner sein als im Sommer, such miif3te der Verlauf des A.T.G. wegen der ungleithen Tages&nge verschieden sein. Fur beide Effekte ergeben sich keine Anhaltspunkte. Zur K.&rung des zweiten Punktes wurden aus den Registrierungen die Gruppen 85
A. SITTKUS
ausgewahlt, bei denen auf einen normalen Tag mindestens 3 A.T.G. Tage einander unmittelbar folgten. Dabei wurde zur Vermehrung des Materials eine Gruppe such dann mitgezlihlt, wenn zwei Tage zu den A.T.G. Klassen 2 oder3 und ein Tag zur Klasse 1 gehorte. Auf diese Weise wurden 30 Gruppen erhalten und aus diesen der Tagesverlauf fur den letzten Tag vor der Stiirung (Vortag) und die 3 folgenden A.T.G. Tage berechnet. Das Ergebnis ist in Fig. 5 dargestellt. Die Darstellung zeigt, da3 beim Auftreten ausgepragter Tagesgange innerhalb der Gruppe keine systematischen Anderung der Amplitude und der Phasenlage von Tag zu Tag erfolgt. In den 30 Gruppen sinkt die mittlere Intensitat urn 3 Promille ab. Ob diese Abnahme reel1 ist oder ob sie nur durch statistische Effekte hervorgerufen ist, hi& sich nur durch Haufung der Beobachtungen entscheiden. Die 0 AI,
12 vopc
24
12 I A.T.$iTAG
24 I
24 0.2 2 A.T .TAC ‘F
‘:
3 Ay.lAC I2
I
I
;:
Fig, 6. Verleuf des Tegesgmges in einer Folge von mindestens 3 A.T.G. Tagen. (Daily v8riations for & sequence of days with big deily veriotions, and for the day before. Averege for thirty such sequences.)
geringe Abnahme (0.4 Promille) des mittleren Stundenwertes bei der Auswertung aller A.T.G. Tage spricht gegen die Realitat der in Fig. 5 erhaltenen Verminderung. Bei der Ordnung der A.T.G.-Tage nach Sonnenrotationen (Fig. 2) zeigte sich eine ausgepragte 27-tlgige-Wiederholungstendenz, die darauf hinweist, da3 der Effekt durch die Sonnenaktivitat bedingt ist. Es wurde nun versucht, die Bedingungen fiir das Auftreten von A.T.G. durch Vergleich mit direkt beobachtbaren Vorgiingen auf der Sonne oder mit solchen Ereignissen auf der Erde (erdmagnetische Schwankungen, Ionosphlirenmessungen), die von der Aktivitiit der Sonne abhangig sind, festzulegen. Dabei kiinnen die erzielten Ergebnisse nur sehr vorlaufigen Charakter haben, da die Zahl der A.T.G. Tage fiir genaue Untersuchungen noch nicht ausreicht und das Beobachtungsmaterial nur einen kleinen Teil eines 11-jahrigen Sonnenzyklus iiberdeckt. Zunachst wurde untersuoht, ob das Auftreten von A.T.G. bevorzugt an einen bestimmten magnetischen Storungsgrad des Erdfeldes gebunden ist. Als Storungsma13 fiir die Einwirkung solarer Materiestrijme wurden die Charakterzahlen C = 0.1 oder 2 des Erdmagnetischen Observatoriums Wingst benutzt (Errulat). Fti die Sonnenrotationen 1595 bis 1623 wurde ausgezahlt, wie oft ein A.T.G. Tag der Klasse 2 oder 3 auf einen Tag mit C = O-1 oder 2 fallt. Das Ergebnis zeigt 86
Untersuchung
des Tagesganges
der kosmischen Ultrast.rahlung
mit einer groBen Ionisationskammer
Tab. 1. Es ergibt sich keine Bevorzugung eines Stijrungsgrades. Das einfache Auszlhlungsverfahren wurde in der Weise erweitert, daB nach der Methode der iiberlagerten Stichtage die Verteilung der Charakterzahl C in der N&he von A.T.G. Tagen bestimmt wurde. Dabei wurde jeder A.T.G. Tag der Klasse 2 und 3 als Stichtag Null gewiihlt und die Verteilung der C vom -3. bis +3. Tag berechnet. Das Ergebnis ist ebenfalls negativ, d.h. innerhalb des ausgewghlten Zeitraums geht dem A.T.G. kein Tag mit einem ausgezeichneten magnetischen StiirungsEine Beschrgnkung des Stichtagverfahrens auf zustand voraus oder umgekehrt. isolierte A.T.G. und 1. Tag von Gruppen, sowie eine Verfeinerung der Beschreibung des magnet’ischen StGrungsgrades durch Benutzung der 3-h-Kennziffern Kp Tabelle 1 StdrungsmaB C
Oll Zahl der Tage in den Rot 1595-1623 Zahl der A.T.G. Tage rel. Anteil der A.T.G. Tage
2
362 54 14.9%
313 42 13.4%
108 783 Tage = 29 Rotationen 16 112 A.T.G. Tage 14.8% Mittel 14.3%
(BARTELS) ergab wiederum keine Zusammenhiinge. Der negative Ausfall der Versuche 1BBt den SchluB zu, da13 im Beobachtungszeitraum das Auftreten von A.T.G. nicht mit erkennbaren korpuskelbedingten Starungen des magnetischen Erdfeldes verkniipft ist. Nach der Methode der iiberlagerten Stichtage und durch Vergleich der A.T.G. Tagverteilung mit den Jahresiibersichten aus dem Sonnenzirkular (KIEPENRETJER) wurden ZusammenhiCnge mit der Sonnenfleckenrelativzahl der ganzen Scheibe, die ein Ma13 fiir erdmagnetisch wirksame Wellenstrahlung ist (BARTELS, 1946), mit der Relativzahl der Zentralzone, mit der Intensitiit der griinen Koronalinie und mit der Flichenbedeckung der Filamente gesucht. Auch hier liel3en sich Alle verwendeten Sonnenelemente zeigen im keine Kopplungen entdecken. Verlauf der MeBzeit eine starke Abnahme der Intensitiit im Lauf des ll-jhhrigenso sinkt z.B. die ausgeglichene Sonnenfleckenrelativzahl naoh dem Zyklus; Maximum von 1947 im Beobachtungszeitraum von dem Wert 83.9 im Jahre 1950 iiber 69.3, fiir 1951 auf 31.5 im Jahre 1952. Dagegen bleibt die Zahl der sicheren A.T.G. Tage mit 44 Tagen im Jahre 1950,59 Tagen fiir 1951 und 64 Tagen fiir 1952 in erster NLherung konstant. Zusammenfassend l&sst sich das Ergebnis der Analyse so formulieren. In den Registrierungen einer g&en gepanzerten Ionisationskammer l&fit sich an zahlreichen Tagen (15%) des Beobachtungszeitraumes von Dezember 1949 biz Mlrz 1953 ein anormal grol3er Tagesgang (A.T.G.) direkt erkennen. Der Effekt ist eine weltweite Erscheinung, deren Ablauf an die Ortszeit gebunden ist. Die VergrijBerung der Gesamta,mplitude betrligt im statistischen Mittel 0.5%. Der Zusatzeffekt hat im Gegensatz zum normalen Tagesgang sein Maximum urn Ortszeitmittag und der Verlauf ist symmetrisch. A.T.G.-Tage treten bevorzugt 87
A. SITT~US
in Gruppen von mehreren Tagen Dauer auf. In den Gruppen zeigen die Einzeltage gleiche Amplitude und gleichen Verlauf des Tagesganges. A.T.G.-Tage zeigen starke Wiederholungsneigung nach einer Sonnenrotation, was auf einen Zusammenhang mit der Sonnentatigkeit hinweist, ohne da13es bisher mijglich war, die genauen Bedingungen fur das Auftreten von A.T.G. zu bestimmen. Insbesonderes zeigen sich keine Zusammenhange mit dem Storungsgrad des erdmagnetischen Feldes. Die Resultate der Untersuchung der A.T.G. Tage, die ohne Annahme iiber Zusammenhange mit anderen Erscheinungen allein aus den Messungen der Ultrastrahlung ausgesucht wurden, zeigen, daB die beobachteten Veranderungen
Fig. 6. iinderung des Tagesganges bei magnetischen StCirungen. (Charge of the daily variation on four successive days, with geomagnetic disturbance on the second day. Average of twenty cases.)
des Tagesganges nicht identisch sind mit den Anderungen, die Sekido und 1950) als Folge magnetischer Stiirungen Mitarbeiter (SEKIDO und YOSHIDA, (hohe Kennziffer) fanden. Die japanischen Forscher finden eine Zunahme der Tagesgangamplitude und eine Vorverlegung der Zeit des Maximums bei magnetischen Stiirungen dann, wenn die mittlere Intensitat der Ultrastrahlung gleichzeitig abnimmt. Dabei ergibt sich zwischen der Intensitlitsabnahme der Strahlung und der Amplitudenzunahme bez. der Zeitverlagerung des Maximums des Tagesganges eine hohe Korrelation. Eine Magnetsturmabnahme der U.S. Intensitiit urn 5% bewirkt eine Erhohung der Tagesgangamplitude von 4 Promille auf etwa 14 Promille und eine Vorverlegung der Zeit des Maximums urn 5 Stunden von 14 h O.Z. auf 09 h O.Z. Nimmt man diese Werte such fur die Freiburger Registrierungen als gtiltig an, so la& sich auf Grund der beobachteten Intensitatsschwankungen der EinfluB magnetischer Stijrung auf den Tagesgang abschatzen. Im ganzen Zeitraum der Beobachtung und besonders in der Nachbarsohaft der A.T.G. Tage wurden kaum Magnetsturmeffekte beobachtet, die Intensitatsabnahmen tiber 1% bewirken. Das bedeutet, dal3 magnetische Einfliisse die Tagesgangamplitude hochstens von 2-5 Promille auf 4-G Promille und die Zeit des Maximums von 14 h auf 13 h andern kiinnten. Deutet man den Abfall der mittleren Intensitat in Fig. 5 als Magnetfeldeinwirkung, so sollte der Tagesgang an den A.T.G. Tagen urn nur 0.6 Promille in der Amplitude wachsen und das Maximum auf 13.30 O.Z. verschoben werden. Die beobachteten Anderungen sind wesentlich grbl3er und daher wohl nicht auf solche Einfliisse zuriickzufiihren. Zur Prtifung, ob die von Sekido und Mitarbeitern gefundenen Werte ftir die 88
Unt,ersuchung des Tagesganges der kosmiachen Ultmstrahlungmit eincrgroi3en Ionisationskammcr
Beeinflussung des Tagesganges durch magnet&he Stijrungen such fiir die vorliegenden Messungen giiltig sind, wurde eine vorllufige Aufreehung des Tagesganges bei magnetischer Erdfeldst~rung durchgef~hrt. Aus dem Material der 40 Monate wurden zuniichst alle A.T.G. Tage der Klassen 2 und 3 nusgesondert. Aus dem Rest wurden 20 Serien von je 4 Tagen ausgesucht, bei denen die mngnetische Kennziffer G Wingst am 1, 3, und 4 Tag 0 oder 1 war, w&end am 2. Tag C = 2 verlangt wurde. Der Verlauf des Tagesganges fiir diese Gruppen mit “singullrer” Starung ist in Fig. 6 dargestellt,. Er ist eine Best~tigung der ja~al~is~lle~~ Messungen. Im Verlauf der Starung tritt eine Abnahme der mittleren Intensitat, ein, gleichzeitig damit w&chst die Amplitude des Tagesganges am Startag, wahrend die Vorverlegung der Eintrittszeit des Maximums verzagert erfolgt. Die mindestens qualitative gbereinstimmung der Ergebnisse,, l&t die Verwendung der bei der Diskussion des A.T.G. benutzten GriiBen gerechtfertigt erscheinen. Der Deu$schen Fors~hungsgemeinschaft habe ich fiir die Bereitstellung der Mittel fiir die Untersuchungen zu danken, ebenso dem Inst,itutsdirektor Prof. Dr. W. GENTNERfiir zahlreiche fiirdernde Diskussionen. REFERENCES BARTELS,.J.
EHMEBT,
1946
A.. und
SITTKUS,
A.
1951 1951
E~IH~LAT,Fr. KIEPENHEUER, K. 0. SEKIDO,Y.,
und YOSRIDA,S.
1950
T&g&her Wett,erberichtdes deutschen M7etterdienstes,Bad Kissingen. 1952 WILYON,J. G.
*~utur~~~sse~~~te~ 35, 140 RegelmSissige Mitteilungen dw Gcophys. In&. Giittingen,J. Qeophys. Res. Physikal. T~erhandlungenH.2, 29 Z. Naturforscfb. 6a, 618 ~~o~t~~che ~~~~tte~lunge~ldes ~~~ts~~~e~ Hydrograph&when Inst. Sonnen-Zirkular,Verdfftl. des FrRlmhofer-Instit,nts Freiburg i. Br. Rept. on Ionospheric Research in Jupan 4, 37 und 479
Progress in Cosmic Ray Physics, S. 455
89