Türkiye`deki depremlerin sismik-iyonosferik öncüllerinin GPS/GNSS ölçüleriyle zamansal, mekansal, spektral ve istatistiksel olarak incelenmesi

Abstract

Depremlerin yıkıcı etkisinden dolayı, bir depremin gerçekleşme zamanını yakın bir tahminle tespit edebilmeye yönelik çalışmalar birçok farklı disiplin ve disiplinlerarası yaklaşımlarla sürmektedir. İyonosfer tabakasında deprem öncesi meydana gelen beklenmedik değişimlerin incelenmesi ve normal olarak tanımlanamayan bu değişimlerin bir deprem öncülü olarak ele alınması, son yıllarda deprem tahminiyle ilgili yeni bir yaklaşım olarak ortaya çıkmıştır. Sismik-iyonosferik etkileşimin fiziksel modeli tam olarak ortaya konulamadığından ve iyonosferin deprem dışında farklı doğa ve atmosfer olaylarından etkilenmesinden kaynaklı, deprem-iyonosfer konusu birçok farklı disiplinler, yaklaşımlar ve varsayımlarla ele alınmaktadır.Bu tez çalışmasında, GPS/GNSS teknolojisi yardımıyla tespit edilen iyonosfer tabakasındaki elektron yoğunluğu değişimleri ve olası deprem öncülleri zamansal, mekansal, spektral ve istatistiksel yaklaşım yöntemleriyle incelenmiştir. Çalışmada öncelikle Türkiye bölgesindeki iyonosferin zamana bağlı periyodik ve trend değişimleri araştırılmış ve iyonosferin bölgedeki davranışı temsil edilmiştir. Bölgede meydana gelen ve GNSS gözlem verilerine erişilebilen en yüksek magnitüd değerine sahip Van Depremi (Mw 7,1) olay çalışması olarak ele alınarak, bazı zamansal, mekansal ve spektral analiz yöntemlerinin sismik-iyonosferik araştırmalardaki başarısı araştırılmıştır. Yine Türkiye'de meydana gelen magnitüd değeri 5'den büyük 63 depremin deprem öncülleri incelenerek sonuçlar istatistiksel olarak sunulmuştur. Çalışmada, klasik yöntemlerin dışında Kısa-zamanlı Fourier dönüşümü ve Çapraz Dalgacık Dönüşümü gibi spektral analiz yöntemleri deprem öncülü araştırması olarak uygulanmış ve yöntemlerin bu amaçla kullanılabilmesine ilişkin önemli bulgulara ulaşılmıştır. Ayrıca sismik-iyonosferik çalışmalarda kullanılan yaklaşım ve varsayımların birçoğuna değinilerek, bu yaklaşımlarla ilgili değerlendirmelerde bulunulmuştur.

Through to the devastating effect of the earthquakes, the studies to determine the estimated time of an earthquake are carried out with many different disciplines and interdisciplinary approaches. The investigation of the unexpected changes in the ionosphere before the earthquake and dealing with these changes that cannot normally be identified as an earthquake precursor have been emerged as a new approach for earthquake prediction in recent years. Since the physical model of the seismic-ionospheric interaction cannot be fully revealed and the ionosphere is affected by different natural and atmospheric events without the earthquake, the subject of earthquake-ionosphere is handled with many different disciplines, approaches and assumptions.In this thesis, the electron density changes in the ionosphere that detected by GPS/GNSS technology and possible earthquake precursors were investigated by temporal, spatial, spectral and statistical approaches. In the study, firstly, the periodic and trend variations of the ionosphere according to time in Turkey have been investigated and the behavior of the ionosphere in the region is represented. The Van Earthquake (Mw 7,1) which has the largest magnitude with accessible GNSS observation data in the region, has been handled as a case study and the success of temporal, spatial and spectral analyses methods in seismic-ionospheric researches has been investigated. Also, earthquake precursors of 63 Mw ≥ 5.0 earthquakes which is located in Turkey were investigated and the results were represented statistically. In the study, in addition to the classical methods, spectral analyses such as Short-Time Fourier Transform and Cross Wavelet Transform were performed as an earthquake precursor research and important findings have been reached regarding to the usage of these methods for this purpose. Furthermore, many of the approaches and assumptions used in seismic-ionospheric studies were mentioned and some of these approaches were evaluated.