宇宙線進入地球大氣層後，由於與大氣的相互作用，宇宙線的強度隨高度發生變化。在50公里以上，宇宙線強度幾乎保持不變，這表明50公里以上的大氣對宇宙線強度影響不大。這部分粒子包括初級宇宙線和它與大氣相互作用反射出來的“反照粒子”。在50公里以下，地球大氣對宇宙線的影響增強，產生出大量次級粒子。隨著大氣密度的增加，次級粒子越來越多，宇宙線強度很快增大，至19公里附近形成極大值。隨後，由於大氣對粒子的吸收，強度又隨大氣密度的增加而逐漸減少。
基本介紹
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英文
宇宙線大氣效應 atmospheric effect of cosmic rays
解釋
概述
影響地面宇宙線強度的主要因素是大氣壓力和大氣溫度。當大氣壓力和大氣溫度變動時，大氣密度和等壓面的高度也相應變動，因而次級粒子產生層的高度和粒子的吸收情況也跟著變化，影響到達地面的粒子強度。要從地面宇宙線強度記錄求出初級宇宙線強度的變化，必須對大氣因素進行改正。例如對於μ介子望遠鏡來說，由於介子是不穩定粒子，因此大氣效應改正應該包括氣壓、π介子產生層（氣壓為 10(帕）的高度和μ介子產生層（氣壓為10(～2×10(帕）的溫度變化這 3項改正。而對於中子堆來說，由於中子比較穩定，溫度係數非常小，只須考慮氣壓改正。
宇宙線的研究
宇宙線的研究涉及三大領域，即高能物理、天體物理和空間物理。①高能物理方面，研究高能宇宙線與地球大氣原子核相互作用及產生基本粒子的過程；②天體物理方面，研究天體中發生的高能過程和宇宙線的起源問題；③空間物理方面，研究宇宙線的成分、能譜、強度變化、宇宙線的傳播、調製和加速過程。
宇宙線空間物理研究的發展
宇宙線空間物理研究的發展大體經歷以下 3個歷史階段。
①宇宙線發現時期。1912年至30年代初期，黑斯的實驗首先發現宇宙線隨高度、地磁緯度及入射方向而變化,說明它受到地磁場的影響,所以它一定是帶電的。在這期間，F.C.M.史篤默為了解釋極光，研究了帶電粒子在偶極磁場中的運動，奠定了宇宙線地磁效應的理論基礎。
②宇宙線強度地面觀測時期。30年代初期，開始用電離室長期連續記錄宇宙線強度變化。國際地球物理年期間在全球範圍建立了中子堆及μ介子望遠鏡台站觀測網，到60年代中期國際太陽寧靜年期間又發展成統計精度更高的超中子堆和大型閃爍譜儀。在這期間利用飛機、船隻、氣球和探空火箭對宇宙線強度、成分和能譜進行了廣泛的觀測。這些觀測發現了宇宙線強度變化的基本規律，及其與太陽活動和地磁擾動之間的關係。在觀測的基礎上形成了宇宙線大氣效應的理論；在地磁效應研究的基礎上，建立了更接近於實際的地磁場模型；也開始了研究宇宙線太陽調製和起源的理論，並作出行星際空間存在螺旋磁場的科學推斷。所有這些使宇宙線的研究迅速發展成為空間物理學的活躍領域。
③宇宙線空間探測時期。由於宇宙線對飛行器和人體有相當的損傷作用，在早期的空間探測項目中，宇宙線占有重要地位。攜帶核輻射探測器的衛星意外地發現了地球輻射帶，促進了一門新興的學科──磁層物理的建立。隨著載人飛船的成功發射，開始了太陽質子事件的研究與預報。利用各種類型的核探測器，在行星際空間對宇宙線，尤其是太陽宇宙線進行了多年的連續監測。行星際飛船探測促進了宇宙線在日球的傳播和加速理論迅速發展,成為日球物理的重要組成部分。另一方面,在這個時期興起的宇宙線光子成分、X射線和 γ射線的空間探測的發展，也使當代物理學的基本問題之一──宇宙線起源問題的研究變得活躍起來
