İyonosferik tec dalgalanmalarının (manyetik fırtına, solar aktivite ve deprem kaynaklı) uydu bazlı konumlama sistemleriyle araştırılması

Abstract

İçerisinde serbest halde çok sayıda elektron barındıran iyonosfer tabakası yansıtıcı özelliğinden dolayı sinyal bazlı uygulamalar için oldukça önemlidir. Diğer yandan depremin üst atmosferde olası sebep olabileceği değişimlerin tespit edilebilmesi açısından da önemli bir tabakadır. Bu tez çalışması kapsamında 2010-2016 yılları arasında dünya genelinde meydana gelen ve deprem büyüklüğü Mw ≥6 olan 17 adet depreme ilişkin iyonosferik TEC değişimleri irdelenmiştir. Söz konusu olası iyonosferik TEC değişimlerinin deprem ile olan ilişkininin daha iyi yorumlanabilmesi amacıyla uzay iklim koşulları dikkate alınmıştır. İki farklı yöntemin uygulandığı çalışmanın ilk bölümünde toplam 60 günlük TEC datası kullanılmış ve her deprem için ayrı bir k değeri üretilmiştir. Söz konusu k değeri literatürde yaygın olarak kullanılan çeyrekler arası metot yönteminde kullanılarak deprem analizine ilişkin yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Diğer yöntemde ise deprem analizinde kullanılacak TEC değerleri oluşturulan model aracılığıyla üretilmiş, bu model üzerinden elde edilen TEC değerleri ve gerçek TEC değerleri arasındaki fark üzerinden istatistiksel analiz yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, analizi yapılan depremlerin büyük bölümünde deprem öncesi veya sonrası pozitif ve negatif anomaliler elde edilmiştir. Yine bu tez çalışması kapsamında 2013, 2014 ve 2015 yıllarına ilişkin TUSAGA-Aktif istasyonları kullanılarak Türkiye bölgesel iyonosfer haritalaması yapılmış ve TEC değişimlerinin davranışı irdelenmiştir. Diğer yandan yine bu yıllara ilişkin iyonosfer tabakasında meydana gelen G4 ve üstü manyetik fırtına veya jeomanyetik aktivitelerin ülkemizde sebep olduğu değişimler incelenmiştir. Bu tez çalışması ile iyonosfer-deprem, iyonosfer-manyetik fırtına, iyonosfer-güneş aktivitesi ilişkisi ortaya konmuş ve Türkiye iyonosfer modeli oluşturulmuştur. 2013, 2014, 2015 yıllarına ait TUSAGA-Aktif istasyonları kullanılarak yapılan bölgesel iyonosfer haritalamasından elde edilen sonuçlara göre en hareketli yılın 2014 yılı olduğu görülmektedir. Analizi yapılan yıllarda meydana gelen G4 ve üst seviyedeki manyetik fırtınaların tamamında iyonosferik değişimler tespit edilmiştir. Söz konusu bu değişimlerin miktarı ve türü farklılık gösterdiği tespit edilmiştir.

The ionosphere layer, which contains many electrons in free form, is very important for signal based applications due to its reflective property. On the other hand, it is also important layer in terms of detecting possible changes in the upper atmosphere that may be caused by the earthquake. In the scope of this thesis, the ionospheric TEC changes related to 17 earthquakes in the world between the years of 2010-2016, Mw ≥6, were investigated. Ionospheric conditions were also taken into consideration in order to interpret the possible ionospheric TEC changes in relation to the earthquake. In the first part of the study where two different methods were applied, total of 60 days of TEC data were used and a separate k value was generated for each earthquake. A new method for earthquake analysis was developed by using the quartile method commonly used in the literature. In the other method, TEC values to be used in earthquake analysis was produced by means of the model, statistical analysis was carried out by the difference between TEC values obtained on this model and real TEC values. As a result of the study, positive or negative anomalies were obtained before and after the earthquake in most of the earthquakes analyzed.Moreover, Turkey regional ionosphere model was created from 2013 to 2015 using TUSAGA-Active system and behaviour of ionosphere layer is also investigated for this period. On the other hand, ionospheric changes caused by G4 and above magnetic storm activities are monitored, and ionosphere-earthquake, ionosphere-magnetic storm, ionosphere-solar activity relationship are revealed and regional ionosphere model is created for Turkey.In the study, where different statistical methods were applied, anomalies which may be caused by earthquakes on different or same days were obtained. It was thought that anomalies obtained on different days were caused by different statistical approaches. According to the results obtained from regional ionosphere mapping using TUSAGA-Active stations of 2013, 2014, 2015, it was seen that the year of highest ionospheric activity was 2014. In all these years, ionospheric changes were clearly revealed in all of the G4 and high magnetic storms.