neutron-monitor-cosmic-rays

该数据集名为'中子监测器宇宙射线强度（每小时）'，来源于全球中子监测器网络（NMDB），包含从2005年1月1日至2026年3月26日的470,360条每小时读数，覆盖5个监测站。中子监测器检测银河宇宙射线与地球大气相互作用产生的次级中子，其计数率是地球宇宙射线强度的代理指标，受太阳活动（11年周期）、瞬态太阳事件（福布斯下降）和地磁条件调制。数据集包含不同纬度和海拔的监测站，以便进行交叉比较。数据字段包括观测时间（UTC，每小时）、监测站代码、校正计数率（压力校正、效率校正）、监测站名称和位置、每日平均计数率以及每小时与日均值的偏差百分比。该数据集适用于时间序列预测和表格回归任务，属于空间天气研究领域。数据更新频率为每日UTC时间14:30通过GitHub Actions自动更新。使用该数据集时需遵守NMDB及个别监测站的非商业使用条款。

原始信息汇总

中子监测器宇宙射线强度（每小时）数据集概述

数据集基本信息

• 数据集名称：Neutron Monitor Cosmic Ray Intensity (Hourly)
• 发布者：Julien Simon
• 发布日期：2026年
• 发布平台：Hugging Face
• 数据集地址：https://huggingface.co/datasets/juliensimon/neutron-monitor-cosmic-rays
• 许可证：cc-by-4.0
• 语言：英语
• 任务类别：时间序列预测、表格回归
• 标签：空间、宇宙射线、中子监测器、空间天气、开放数据、表格数据
• 数据规模：100K<n<1M

数据集描述

该数据集包含来自全球中子监测器网络（NMDB）的每小时宇宙射线强度测量数据。中子监测器探测银河宇宙射线与地球大气相互作用时产生的次级中子，其计数率是地球宇宙射线强度的代理指标，并受到太阳活动（11年周期）、瞬态太阳事件（福布什下降）和地磁条件的调制。

数据详情

• 时间范围：2005-01-01 至 2026-03-26
• 数据量：470,360 条每小时读数
• 监测站数量：5个
• 数据格式：Parquet
• 默认配置：default，数据文件路径为 data/neutron_monitor.parquet

监测站列表

代码	位置
OULU	芬兰奥卢
NEWK	美国纽瓦克
JUNG	瑞士少女峰
ROME	意大利罗马
THUL	格陵兰图勒
APTY	俄罗斯阿帕季特

数据模式

列名	类型	描述
datetime	日期时间	观测时间（UTC，每小时）
station	字符串	监测站代码
count_rate	浮点数	校正后的计数率（气压校正、效率校正）
station_name	字符串	监测站名称和位置
daily_mean_count_rate	浮点数	该监测站的日平均计数率
pct_deviation	浮点数	与日平均值的每小时偏差（百分比）

关键统计

• 平均计数率：128.5
• 最小计数率：29.6
• 缺失值比例：4.2%

数据来源与更新

• 主要来源：中子监测器数据库（NMDB），网址为 https://www.nmdb.eu/
• 更新频率：每日 UTC 时间 14:30 通过 GitHub Actions 更新

使用许可

• 数据集管道代码：MIT 许可证
• 中子监测器数据：根据 NMDB/各监测站条款，可免费用于非商业用途

相关数据集

• dst-index：https://huggingface.co/datasets/juliensimon/dst-index
• space-weather-indices：https://huggingface.co/datasets/juliensimon/space-weather-indices
• solar-flare-events：https://huggingface.co/datasets/juliensimon/solar-flare-events

引用格式

bibtex @dataset{neutron_monitor_cosmic_rays, author = {Simon, Julien}, title = {Neutron Monitor Cosmic Ray Intensity (Hourly)}, year = {2026}, publisher = {Hugging Face}, url = {https://huggingface.co/datasets/juliensimon/neutron-monitor-cosmic-rays} }

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

在空间物理学领域，中子监测器网络作为探测宇宙射线强度的关键基础设施，其数据采集过程体现了科学观测的系统性。本数据集源自全球中子监测器数据库（NMDB），通过整合五个分布于不同地理坐标的监测站点数据构建而成。数据采集时间跨度为2005年1月1日至2026年3月26日，共计470,360条小时级观测记录。原始数据经过压力校正与效率校正处理，形成标准化的计数率指标，并以Parquet格式进行结构化存储，确保了数据的完整性与可访问性。

特点

该数据集在宇宙射线研究领域具有鲜明的多维特征。其时间分辨率达到小时级别，能够捕捉太阳活动引起的快速变化现象，如福布什下降事件。空间维度上，覆盖从芬兰奥卢到格陵兰图勒的五个站点，这些站点分布于不同地磁纬度和海拔高度，形成了对宇宙射线能谱变化的梯度观测网络。数据集不仅提供原始计数率，还衍生出日平均计数率及相对偏差百分比等统计指标，为研究宇宙射线调制机制提供了丰富的分析维度。

使用方法

利用该数据集进行科学研究时，可通过Hugging Face的datasets库直接加载为Pandas DataFrame进行后续分析。典型应用包括跨站点对比分析，通过数据透视操作可直观比较不同地理位置的宇宙射线强度差异；针对太阳活动事件检测，可计算日平均计数率的百分比变化，识别超过阈值下降幅度的福布什事件；长期趋势研究方面，可通过年度聚合分析揭示宇宙射线强度与11年太阳活动周期的关联规律。数据集支持时间序列预测与表格回归等多种机器学习任务。

背景与挑战

背景概述

宇宙射线监测是空间物理学与空间天气研究的基础领域，中子监测器网络作为地面观测的关键基础设施，通过记录次级中子通量来间接探测银河宇宙射线强度。该数据集由Julien Simon于2026年整理并发布于Hugging Face平台，其核心数据源自欧盟第七框架计划支持建立的全球中子监测器数据库（NMDB），涵盖了2005年至2026年间五个观测站的每小时校正计数率。该数据集旨在为太阳活动周期调制、福布什下降事件检测以及地磁扰动影响分析提供标准化时序数据，推动了空间环境预测模型的实证研究。

当前挑战

在宇宙射线强度预测领域，主要挑战在于准确分离太阳活动、地磁扰动与星际介质波动等多源信号对观测数据的耦合影响，尤其是低频的11年太阳周期与高频的福布什事件之间的非线性交互作用。数据集构建过程中，面临全球监测站网络数据异构性带来的整合难题，包括不同经纬度与海拔站点因截止刚度差异导致的灵敏度校准问题，以及原始数据中约4.2%的缺失值需通过统计方法进行插补，同时需确保压力校正与效率校正流程的跨站一致性以维持数据可比性。

常用场景

经典使用场景

在空间物理与空间天气研究领域，中子监测器宇宙线强度数据集为分析宇宙线通量的时间演化提供了关键观测基础。该数据集整合了全球五个中子监测站自2005年至2026年的每小时计数率数据，经典应用场景集中于探测宇宙线强度的周期性调制与瞬态扰动。研究人员利用其长时间序列和高时间分辨率，系统追踪太阳活动周（约11年周期）对宇宙线强度的调制效应，并精准识别由日冕物质抛射等太阳爆发事件引发的福布什下降现象，即宇宙线强度的突然骤降，从而揭示太阳活动与行星际扰动对近地空间环境的动态影响。

实际应用

在实践层面，中子监测器宇宙线数据直接服务于空间天气预警与辐射风险评估。宇宙线增强是威胁航天器电子设备安全、影响航空辐射剂量以及极区无线电通信的重要因素。该数据集通过实时或准实时更新，为空间天气预报中心提供关键输入，用于评估和预警太阳质子事件及伴随的辐射风暴风险。同时，其长期数据支持航空航天工业进行任务规划与辐射屏蔽设计，并为研究宇宙线对大气电学过程、云微物理乃至气候变化的潜在影响提供了数据基础，体现了从基础科学到工程防护的广泛实用价值。

衍生相关工作

围绕该数据集，已衍生出一系列经典的学术与模型开发工作。在研究方法上，催生了基于机器学习的宇宙线强度时间序列预测模型，以及用于自动检测福布什下降和太阳周期相位的算法。在交叉研究方面，它常与地磁指数（如Dst、Kp）、太阳风参数及太阳耀斑事件等数据集融合，用于构建综合性的空间天气因果分析与关联模型。此外，基于此类数据的开源分析框架和可视化工具也相继出现，促进了空间天气数据科学的社区发展，并为教育普及提供了生动案例。