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内蒙古四子王站宇宙线μ子计数数据集(2023-2025年)

程永宏 钟秋珍 庄淳孛 师立勤 宋小超 王晶 沈华 未历航

程永宏, 钟秋珍, 庄淳孛, 师立勤, 宋小超, 王晶, 沈华, 未历航. 内蒙古四子王站宇宙线μ子计数数据集(2023-2025年)[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0133
引用本文: 程永宏, 钟秋珍, 庄淳孛, 师立勤, 宋小超, 王晶, 沈华, 未历航. 内蒙古四子王站宇宙线μ子计数数据集(2023-2025年)[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0133
CHENG Yonghong, ZHONG Qiuzhen, ZHUANG Chunbo, SHI Liqin, SONG Xiaochao, WANG Jing, SHEN Hua, WEI Lihang. Cosmic Ray Muon Count Dataset from Siziwang Station in Inner Mongolia (2023-2025) (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-11 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0133
Citation: CHENG Yonghong, ZHONG Qiuzhen, ZHUANG Chunbo, SHI Liqin, SONG Xiaochao, WANG Jing, SHEN Hua, WEI Lihang. Cosmic Ray Muon Count Dataset from Siziwang Station in Inner Mongolia (2023-2025) (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-11 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0133

内蒙古四子王站宇宙线μ子计数数据集(2023-2025年)

doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0133 cstr: 32142.14.cjss.2025-0133
基金项目: 中国科学院前瞻战略科技先导专项(XDB0560203, XDA15060110)资助
详细信息
    作者简介:
    • 程永宏 男, 1977年9月出生于安徽省肥东县, 现为中国科学院国家空间科学中心副研究员, 主要研究方向为空间天气监测预报. E-mail: chengyh@nssc.ac.cn
    通讯作者:
    • 钟秋珍 女, 1974年8月出生于河南省唐河县, 现为中国科学院国家空间科学中心研究员、硕士研究生导师, 主要研究方向为空间环境预报方法与模型. E-mail: zhongqz@nssc.ac.cn
  • 中图分类号: P353.5

Cosmic Ray Muon Count Dataset from Siziwang Station in Inner Mongolia (2023-2025)

  • 摘要: 内蒙古四子王站μ子望远镜的探测对象是到达地面的次级宇宙线μ子. 该μ子望远镜的48个探测单元产生的μ子信号, 经过放大、甄别、整形处理后, 被传送至FPGA逻辑电路进行方向符合计算, 产出原始μ子计数, 再经过气压修正计算, 形成15个方向的μ子计数校正值数据集, 时间分辨率为1 h. μ子望远镜探测数据可灵敏反映宇宙线的日变化、长期变化, 以及日冕物质抛射引发的福布斯下降短时扰动现象. 本数据集时间从2023年5月至2025年4月, 处于第25太阳活动周高年期间, 可为太阳爆发及其在行星际的扰动传播、地磁响应过程研究提供宝贵的数据资源, 同时可为空间天气预警提供数据支撑.

     

  • 图  1  μ子望远镜观测室(a)与闪烁体观测堆阵列(b)

    Figure  1.  Muon Telescope observation room (a) and scintillator observation stack (b)

    图  2  μ子望远镜探测器单元阵列分布

    Figure  2.  Detector unit array distribution for the Muon Telescope

    图  3  μ子望远镜探测方向

    Figure  3.  Muon Telescope’s detection directions

    图  4  μ子望远镜信号和数据处理流程

    Figure  4.  Signal and data processing pipeline for the Muon Telescope

    图  5  原始µ子计数和气压 (a) 与 µ子计数校正值曲线 (b)

    Figure  5.  Raw muon count and atmospheric pressure curves (a) and corrected muon count curves (b)

    图  6  μ子望远镜数据样本

    Figure  6.  Muon Telescope data sample

    图  7  µ子望远镜单个通道的沉积能谱

    Figure  7.  Deposited energy spectrum of a single channel of the Muon Telescope

    图  8  北、南、东、西30°方向原始µ子计数与大气压强的关系

    Figure  8.  Relationship between original muon counts and atmospheric pressure in the 30° directions of north, south, east, and west

    图  9  µ子计数的日变化幅度

    Figure  9.  Diurnal variation amplitude of muon counts

    图  10  2024年5月四子王站(a)和Nagoya站(b)µ子望远镜垂直方向计数的变化幅度

    Figure  10.  Variation amplitude of vertical muon counts at Siziwang Station (a) and Nagoya Station (b) in May 2024

    表  1  宇宙线µ子15个入射方向的角度与组合数

    Table  1.   Angles and combinations of 15 incident directions for cosmic ray muons

    序号 上下层符合的组合单元 组合数 入射角度
    1 U1L1,U2L2,U3L3,U4L4,U5L5,U6L6,U7L7,U8L8,U9L9,U10L10,U11L11,U12L12,U13L13,U14L14,
    U15L15,U16L16,U17L17,U18L18,U19L19,U20L20,U21L21,U22L22,U23L23,U24L24
    24 V
    2 U1L5,U2L6,U3L7,U4L8,U5L9,U6L10,U7L11,U8L12,U9L13,U10L14,U11L15,U12L16,
    U13L17,U14L18,U15L19,U16L20,U17L21,U18L22,U19L23,U20L24
    20 30°N
    3 U5L1,U6L2,U7L3,U8L4,U9L5,U10L6,U11L7,U12L8,U13L9,U14L10,U15L11,U16L12,
    U17L13,U18L14,U19L15,U20L16,U21L17,U22L18,U23L19,U24L20
    20 30°S
    4 U2L1,U3L2,U4L3,U6L5,U7L6,U8L7,U10L9,U11L10,U12L11,U14L13,U15L14,
    U16L15, U18L17,U19L18,U20L19,U22L21,U23L22,U24L23
    18 30°E
    5 U1L2,U2L3,U3L4,U5L6,U6L7,U7L8,U9L10,U10L11,U11L12,U13L14,U14L15,
    U15L16,U17L18,U18L19,U19L20,U21L22,U22L23,U23L24
    18 30°W
    6 U2L5,U3L6,U4L7,U6L9,U7L10,U8L11,U10L13,U11L14,U12L15,U14L17,U15L18,U16L19,
    U18L21,U19L22,U20L23
    15 39°NE
    7 U6L1,U7L2,U8L3,U10L5,U11L6,U12L7,U14L9,U15L10,U16L11,U18L13,U19L14,U20L15,
    U22L17,U23L18,U24L19
    15 39°SE
    8 U1L6,U2L7,U3L8,U5L10,U6L11,U7L12,U9L14,U10L15,U11L16,U13L18,U14L19,U15L20,
    U17L22,U18L23,U19L24
    15 39°NW
    9 U5L2,U6L3,U7L4,U9L6,U10L7,U11L8,U13L10,U14L11,U15L12,U17L14,U18L15,U19L16,
    U21L18,U22L19,U23L20
    15 39°SW
    10 U1L9,U2L10,U3L11,U4L12,U5L13,U6L14,U7L15,U8L16,U9L17,U10L18,U11L19,U12L20,
    U13L21,U14L22,U15L23,U16L24
    16 49°N
    11 U9L1,U10L2,U11L3,U12L4,U13L5,U14L6,U15L7,U16L8,U17L9,U18L10,U19L11,U20L12,
    U21L13,U22L14,U23L15,U24L16
    16 49°S
    12 U3L1,U4L2,U7L5,U8L6,U11L9,U12L10,U15L13,U16L14,U19L17,U20L18,U23L21,U24L22 12 49°E
    13 U1L3,U2L4,U5L7,U6L8,U9L11,U10L12,U13L15,U14L16,U17L19,U18L20,U21L23,U22L24 12 49°W
    14 U1L11,U2L12,U5L15,U6L16,U9L19,U10L20,U13L23,U14L24 8 52°NW
    15 U11L1,U12L2,U15L5,U16L6,U19L9,U20L10,U23L13,U24L14 8 52°SE
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    表  2  数据样本各列参数的格式描述

    Table  2.   Format description of parameters for each column in data samples

    参数名称 描述 格式 单位 值域 无效填充
    1 Year I4 2023-2025
    2 Mon I2 1~12
    3 Day I2 1~31
    4 Hour I2 0~23
    5 V 垂直方向µ子计数校正值 I6 counts 500000~700000 –99999
    6 N1 北向30°µ子计数校正值 I6 counts 150000~300000 –99999
    7 S1 南向30°µ子计数校正值 I6 counts 150000~300000 –99999
    8 E1 东向30°µ子计数校正值 I6 counts 150000~300000 –99999
    9 W1 西向30°µ子计数校正值 I6 counts 150000~300000 –99999
    10 NE1 东北39°µ子计数校正值 I6 counts 50000~150000 –99999
    11 SE1 东南39°µ子计数校正值 I6 counts 50000~150000 –99999
    12 NW1 西北39°µ子计数校正值 I6 counts 50000~150000 –99999
    13 SW1 西南39°µ子计数校正值 I6 counts 50000~150000 –99999
    14 N2 北向49°µ子计数校正值 I6 counts 10000~100000 –99999
    15 S2 南向49°µ子计数校正值 I6 counts 10000~100000 –99999
    16 E2 东向49°µ子计数校正值 I6 counts 10000~100000 –99999
    17 W2 西向49°µ子计数校正值 I6 counts 10000~100000 –99999
    18 NW2 西北52°µ子计数校正值 I6 counts 2000~20000 –99999
    19 SE2 东南52°µ子计数校正值 I6 counts 2000~20000 –99999
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    表  3  15个方向µ子计数的相对统计误差

    Table  3.   Relative statistical errors of muon counts in 15 directional angular bins

    探测方向µ子计数/h–1相对误差/(%)
    垂直方向V6213580.12
    北向30°N12452660.20
    南向30°S12426680.20
    东向30°E12257570.21
    西向30°W12266830.21
    东北39°NE11017910.31
    东南39°SE11005390.31
    西北39°NW11017950.31
    西南39°SW11012550.31
    北向49°N2425410.48
    南向49°S2417010.49
    东向49°E2338000.54
    西向49°W2341260.54
    西北52°NW287941.06
    东南52°SE286331.07
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    表  4  15个方向原始µ子计数与大气压强的线性相关系数

    Table  4.   Linear correlation coefficients between original muon counts in 15 directions and atmospheric pressure

    方向VN1S1E1W1NE1SE1NW1SW1N2S2E2W2NW2SE2
    相关系数–0.93–0.95–0.93–0.94–0.95–0.95–0.93–0.96–0.94–0.98–0.97–0.97–0.97–0.98–0.98
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-31
  • 修回日期:  2025-12-10
  • 网络出版日期:  2025-12-16

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