宇宙线大气效应
英文宇宙线大气效应 atmospheric effect of cosmic rays
解释大气参数的改变对宇宙线强度的影响，又称宇宙线气象效应。
概述宇宙线进入地球大气层后，由于与大气的相互作用，宇宙线的强度随高度发生变化。在50公里以上，宇宙线强度几乎保持不变，这表明50公里以上的大气对宇宙线强度影响不大。这部分粒子包括初级宇宙线和它与大气相互作用反射出来的“反照粒子”。在50公里以下，地球大气对宇宙线的影响增强，产生出大量次级粒子。随着大气密度的增加，次级粒子越来越多，宇宙线强度很快增大，至19公里附近形成极大值。随后，由于大气对粒子的吸收，强度又随大气密度的增加而逐渐减少。
影响地面宇宙线强度的主要因素是大气压力和大气温度。当大气压力和大气温度变动时，大气密度和等压面的高度也相应变动，因而次级粒子产生层的高度和粒子的吸收情况也跟着变化，影响到达地面的粒子强度。要从地面宇宙线强度记录求出初级宇宙线强度的变化，必须对大气因素进行改正。例如对于μ介子望远镜来说，由于介子是不稳定粒子，因此大气效应改正应该包括气压、π介子产生层（气压为 10(帕）的高度和μ介子产生层（气压为10(～2×10(帕）的温度变化这 3项改正。而对于中子堆来说，由于中子比较稳定，温度系数非常小，只须考虑气压改正。
此外，宇宙线在大气中产生的电离，会影响低电离层的电子密度及大气电导率，从而影响大气电场和电流，甚至也可能对天气过程产生影响。
宇宙线的研究宇宙线的研究涉及三大领域，即高能物理、天体物理和空间物理。①高能物理方面，研究高能宇宙线与地球大气原子核相互作用及产生基本粒子的过程；②天体物理方面，研究天体中发生的高能过程和宇宙线的起源问题；③空间物理方面，研究宇宙线的成分、能谱、强度变化、宇宙线的传播、调制和加速过程。
宇宙线空间物理研究的发展宇宙线空间物理研究的发展大体经历以下 3个历史阶段。
①宇宙线发现时期。1912年至30年代初期，黑斯的实验首先发现宇宙线随高度、地磁纬度及入射方向而变化,说明它受到地磁场的影响,所以它一定是带电的。在这期间，F.C.M.史笃默为了解释极光，研究了带电粒子在偶极磁场中的运动，奠定了宇宙线地磁效应的理论基础。
②宇宙线强度地面观测时期。30年代初期，开始用电离室长期连续记录宇宙线强度变化。国际地球物理年期间在全球范围建立了中子堆及μ介子望远镜台站观测网，到60年代中期国际太阳宁静年期间又发展成统计精度更高的超中子堆和大型闪烁谱仪。在这期间利用飞机、船只、气球和探空火箭对宇宙线强度、成分和能谱进行了广泛的观测。这些观测发现了宇宙线强度变化的基本规律，及其与太阳活动和地磁扰动之间的关系。在观测的基础上形成了宇宙线大气效应的理论；在地磁效应研究的基础上，建立了更接近于实际的地磁场模型；也开始了研究宇宙线太阳调制和起源的理论，并作出行星际空间存在螺旋磁场的科学推断。所有这些使宇宙线的研究迅速发展成为空间物理学的活跃领域。
③宇宙线空间探测时期。由于宇宙线对飞行器和人体有相当的损伤作用，在早期的空间探测项目中，宇宙线占有重要地位。携带核辐射探测器的卫星意外地发现了地球辐射带，促进了一门新兴的学科──磁层物理的建立。随着载人飞船的成功发射，开始了太阳质子事件的研究与预报。利用各种类型的核探测器，在行星际空间对宇宙线，尤其是太阳宇宙线进行了多年的连续监测。行星际飞船探测促进了宇宙线在日球的传播和加速理论迅速发展,成为日球物理的重要组成部分。另一方面,在这个时期兴起的宇宙线光子成分、X射线和 γ射线的空间探测的发展，也使当代物理学的基本问题之一──宇宙线起源问题的研究变得活跃起来