Türkiye üzerindeki iyonkürede meydana gelen bozulmaların ionolab-hızlı fourier dönüşümü (I-FFT) ile incelenmesi

Abstract

İyonküre, uydu tabanlı sistemler ve Kısa Dalga (KD) iletişimi açısından atmosferin çok önemli bir katmanıdır. Manyetik alan, güneş rüzgârları, Yer'in manyetik hareketliliği ve yerçekimi gibi uzay ve zamanda birçok kuvvetin etkisi altında kalır. Bu kuvvetler iyonkürede, frekansı, süresi ve hızı belirli olan dalga benzeri salınımlar şeklinde bazı bozulmalar ve aykırılıklar yaratır. Toplam Elektron İçeriği (TEİ), iyonkürenin değişkenliğinin izlenebilmesine olanak sağlayan önemli parametrelerden biridir. Dik Toplam Elektron İçeriği (DTEİ), bir alıcının yerel zenith doğrultusunda hesaplanan elektronların toplam sayısı olarak ifade edilir. Bu çalışmada, Yerküresel Konumlama Sistemi (YKS) istasyonlarından kestirilen DTEİ verileri üzerinden Ayrık Fourier Dönüşümü (ADF) algoritması kullanılarak dalga-benzeri salınımların frekans ve süreleri hesaplanmıştır. IONOLAB-FFT yöntemi adı verilen bu algoritma 2010, 2011 ve 2012 yılları için Türkiye Ulusal GPS Ağı-Aktif (TUSAGA-Aktif) istasyonlarından kestirilen DTEİ verilerine, orta ölçekli ve büyük ölçekli Kayan İyonküresel Bozulmalar'ın (KİB) frekans ve sürelerini hesaplamak için uygulanmıştır. Tüm Türkiye coğrafyası ele alındığında, frekansların Kuzey'den Güney'e ve Batı'dan Doğu'ya gidildikçe azaldığı gözlenmiştir. Frekansların, güneş hareketliliğinin az olduğu 2010 yılından güneş hareketliliğinin çok olduğu 2012 yılına gidildikçe arttığı görülmüştür. İyonkürenin sakin ve bozulmalı olduğu günler karşılaştırıldığında, bozulmalı günlerdeki frekansların daha küçük değerlerde olduğu görülmüştür. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, IONOLAB-FFT yönteminin, 85 dakikadan büyük süreler için frekansları 0.21 mHz ile 1.0 mHz arasında; 157 dakika ve daha uzunsüreler için ise frekansları 0.11 mHz ile 0.39 mHz aralığında %80'den büyük bir doğruluk oranıyla kestirebildiği gözlenmiştir.

The ionosphere is a very important atmospheric layer for the satellite based systems and HF communication. Many forces such as solar magnetism, solar wind, magnetic activity of the earth and gravity act the variability in the temporal and spatial trends of the ionosphere. These forces generate some anomalies and disturbances in the form of wave -like oscillations, which propagate at a certain frequency, duration and velocity in the ionosphere. Total Electron Content (TEC) is one of the most important parameters in observing the structural variability of the ionosphere. Vertical Total Electron Content (VTEC) is the total number of electrons computed in the direction of local zenith of the receiver. In this study, the frequency and duration of wave-like oscillations are determined using a DFT (Discrete Fourier Transform) based algorithm over the VTEC values estimated from single GPS (Global Positioning System) stations. The method, namely IONOLAB-FFT is applied to VTEC data from Turkish National Permanent GPS Network (TNPGN Active) obtained for 2010, 2012 and 2012 to detect the frequency and duration of both medium and large scale TIDs (Traveling Ionospheric Disturbances). It is observed that the frequencies decrease from North to South and from West to East in Turkey. The frequencies decrease and the durations increase from solar active year 2012 to solar quiet year 2010. When the disturbed day and quiet day compare with each other, it is observed that frequencies in disturbed day are smaller than those in quiet day. It is observed that IONOLAB-FFT can estimate TIDs with more than 80% accuracy as such: frequencies from 0.21 mHz to 1.0 mHz and durations longer than 85 min; frequencies from 0.11 mHz to 0.39 mHz and durations longer than 157 min.