UZAY İKLİM KOŞULLARININ İYONOSFERİK TOPLAM ELEKTRON İÇERİĞİ (TEC) DEĞİŞİMLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI MUSTAFA ULUKAVAK, MUALLA YALÇINKAYA Karadeniz Teknik Üniversitesi, Harita Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon. Harran Üniversitesi, Harita Mühendisliği Bölümü, 63300,Şanlıurfa.
SUNU AKIŞI I- Çalışmanın Amacı II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi Foto-iyonizasyon Jeomanyetik Alan III- Uzay İklim Koşulları Güneş Aktivitesi İndisleri Jeomanyetik Fırtına ve Jeomanyetik Aktivite İndisleri Manyetik Alan İndisleri Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı İndisleri IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri İle TEC Modelleme Düşey Toplam Elektron İçeriği (VTEC) VTEC Değişimlerinin Analizi V- Uygulama Çalışma Bölgesi Verilerin Elde Edilmesi Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi VTEC Değişimleri, Güvenirlikleri ve Analizleri VTEC Değişimleri ve Uzay İklim Koşulları Değerlendirilmesi VI- Sonuçlar
I- Çalışmanın Amacı İyonosfer tabakasında bulunan serbest elektronlar, GPS sinyalleri bu bölgeyi geçerken faz ölçülerini hızlandırır kod ölçülerini de yavaşlatır. Bu nedenle ölçülen kod ve faz ölçülerinde olması gerekenden daha farklı sonuçlar ortaya çıkarırlar. İyonosferdeki gecikme, iyonosferdeki toplam elektron miktarına (TEC) bağlı olup GPS sinyal yolu boyunca birim yüzeydeki (m 2 ) elektron sayısının fonksiyonu olarak hesaplanır. TEC zamana, mevsime, coğrafi konuma ve büyük ölçüde uzay iklim koşullarına bağlı olarak değişim gösterir (Satirapod, 2002). Çalışmanın Amacı: Uzay iklim koşullarının iyonosferde meydana getirdiği değişimlerinin, iyonosferik TEC anomalilerine etkilerini araştırmaktır.
II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi
II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi Uzay iklim koşulları: Güneş in Dünya ya ışıma veya parçacık akısı etkisiyle meydana getirdiği değişimlerdir.
II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi Foto-İyonizasyon: Güneş ten gelen fotonların, iyonosferde meydana getirdiği değişim. Güneş ten yayılan aşırı mor ötesi (EUV) ışınlar ve X-Işınları pozitif yüklü iyonların nötr atomlara ve moleküllere çarparak negatif yüklü serbest elektronların (Ratcliffe 1972; Zolesi ve Cander, 2014)
II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi Jeomanyetik Alan: Dünya nın nikel ve demirden oluşan sıvı metalik iç çekirdeğinin, yine Dünya nın iç kuvvetlerinin hareketine bağlı dönmesinden kaynaklı dinamo etkisiyle meydana gelmektedir. Teorikte olması gereken manyetosfer şekli Güneş ten gelen parçacıkların etkisiyle manyetik alan çizgilerinin değişimi
II- Uzay İklim Koşullarının Meydana Gelişi Jeomanyetik Alan: Sadece Dünya nın iyonosferini etkilemekle kalmayıp aynı zamanda Güneş ten gelen enerji yüklü parçacıklar ile Dünya nın etrafındaki manyetik alan çizgilerini de yönlendiren yapıdadır. Parçacıklar; Kuzey ve Güney kutupları arasında salınarak manyetik alan çizgilerinin etrafında dönme hareketi gerçekleştirirler. YÜZÜK AKIMI (Ring Current) Bu harekete ek olarak elektron ve protonlar birbirlerine zıt ve boylamlar yönünde hareket ederler.
III- Uzay İklim Koşulları Güneş Aktivitesi İndisleri 1-Güneş Akısı İndisi (F10.7) (SFI- Solar Flux Index) 2- Aşırı Morötesi Akısı İndisi (EUV- Extreme Ultraviolet Flux Index) Jeomanyetik Fırtına ve Jeomanyetik Aktivite İndisleri 1- Jeomanyetik Fırtına İndisi (Kp) 2- Jeomanyetik Aktivite İndisi (Dst) Manyetik Alan İndisleri 1- Manyetik Alan İndisleri (Bx, By ve Bz) Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı İndisleri 1- Proton Yoğunluğu (Np/cm3) 2- Parçacık Akısı
III- Uzay İklim Koşulları Güneş Aktivitesi İndisleri 1- Güneş Akısı İndisi (SFI- Solar Flux Index) (F10.7) Güneş akısı indisi, uzay iklim koşullarının karakterize edilmesinde kullanılan, 10.7 cm (2800 MHz) dalga boyunda meydana gelen ışıma miktarını ifade eden indistir. Güneş akısı indisi (F10.7), Güneşten yayılan UV ve X-ışınlarının miktarının ölçülmesine imkân sağlayarak Güneş aktivitelerinin iyonosferde meydana getirdiği değişimlerin araştırılmasında kullanılır. Vitinsky ve diğ. (1986), Bruevich ve diğ. (2014) ve Coley ve diğ. (2014) e göre iki farklı ölçeği: - 150 sfu dan küçük olduğu anlar zayıf güneş aktivitesi - 150 sfu dan büyük olduğu anlar ise yüksek güneş aktivitesi
III- Uzay İklim Koşulları Güneş Aktivitesi İndisleri 2- Aşırı Morötesi Akısı İndisi (EUV- Extreme Ultraviolet Flux Index) Aşırı Morötesi (EUV), Güneş radyasyonunun 1-120 nm dalga boyundaki elektromanyetik spektrumunu kapsar. Bu yüksek enerjili parçacıklar üst atmosferi etkiler ve burada emilerek iyonosfer tabakasını sadece ısıtmakla kalmayıp iyonizasyonunun da gerçekleşmesini sağlar. Güneş EUV İzleme, Solar Heliospheric Observatory (SOHO) uydusu tarafından 26-34 nm ve 0,1-50 nm dalga boylarındaki bantlarda 1996 yılından beri yapılmaktadır (Judge ve diğ. 1998). Güneş akısı indisi (F10.7) ile EUV indisi değişimleri arasında doğru orantı bulunmaktadır. Bu iki indisin değişimi iyonosferik TEC anomalilerini aynı oranda etkiler (Liu et al. 2009).
III- Uzay İklim Koşulları Jeomanyetik Fırtına ve Jeomanyetik Aktivite İndisleri 1- Jeomanyetik Fırtına İndisi (Kp) Uzay iklim koşullarının karakterize edilmesinde kullanılan ve Dünya nın manyetik alanının ve jeomanyetik değişimlerin belirlenmesinde, ikaz ve uyarılarının duyurulmasında kullanışlı bir indistir (Zolesi ve Cander, 2014). Dünya üzerinde 13 manyetometre istasyondan alınan manyetik aktivite değişim ölçüleri değerlendirilerek, jeomanyetik fırtınanın büyüklüğünü belirlemede kullanılan indistir. Kp- nt Jeomanyetik Fırtına Etkisi İndisi 0 0-5 Aktif Yok 1 5-10 Çok Sakin Aktivite 2 10-20 Sakin Aktivite 3 20-40 Tedirgin Aktivite 4 40-70 Faal Aktivite 5 70-120 Küçük Fırtına 6 120-200 Büyük Fırtına 7 200-330 Şiddetli Fırtına 8 330-500 Çok Şiddetli Fırtına 9 >500 Uç, aşırı Fırtına
III- Uzay İklim Koşulları Jeomanyetik Fırtına ve Jeomanyetik Aktivite İndisleri 2- Jeomanyetik Aktivite İndisi (Dst) Uzay iklim koşullarının karakterize edilmesinde kullanılır. Jeomanyetik fırtınanın ortaya çıkma sürecinin takip edilmesinde kullanılır. (Cahyadi 2014; Zolesi ve Cander, 2014). Ekvatoral bölgede meydana gelen manyetik akım değişimlerini tanımlayan indistir. Ekvatoral bölgelere yerleştirilmiş manyetometreler tarafından ölçülürler. Dst indisi sınır değerleri, Loewe ve Prölss (1997) de beş farklı ölçekte daha sonra Kamide v.d. (1998), Rozhnoi v.d. (2004) ve Contadakis v.d. (2012) de üç farklı ölçekte sınıflandırılmıştır. Dst- İndisi (nt) Dst min 30 30 Dst min 50 50 Dst min 100 100 Dst min 200 200 Dst min Jeomanyetik Aktivite Etkisi Sakin Zayıf Fırtına Hafif Fırtına Kuvvetli Fırtına Yoğun Fırtına
III- Uzay İklim Koşulları Manyetik Alan İndisleri 1- Manyetik Alan İndisleri (Bx, By ve Bz) Güneş in ve Dünya nın jeosantrik solar manyetosferik koordinat sistemindeki konumu: (Bx ve By) yörünge düzlemine paralel, (Bz) yörünge düzlemine diktir. Bz bileşeni sakin gün koşullarında kuzey yönünde iken manyetik fırtınanın başlangıç fazında güneye döner ve fırtına gerçekleşir (Abraha 2014; Zolesi v.d. 2014). Genellikle manyetik bozulmalarda By azalır ve bu aşağı yönlü kaymalarda azalmaya sebep olur pozitif faz gerçekleşir. Şiddetli bozulmalarda By de aşağı yönlü kaymalarda artış gözlemlenir ve bununla birlikte fırtınanın negatif fazı ortaya çıkar B- İndisi (nt) Dst- İndisi (nt) Manyetik Aktivite Etkisi -10-100 Yoğun Fırtına -5-50 Tedirgin Fırtına -3-30 Hafif Fırtına
III- Uzay İklim Koşulları Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı İndisleri 1- Proton Yoğunluğu (Np/cm3) Enerji yüklü güneş parçacıkları oluşturduğu radyasyon fırtınalarının etkileri proton yoğunluğu ile incelenebilir. Bu fırtınalar yüksek frekanslı sinyal iletişimini etkilerler. Proton yoğunluğu (Np/cm 3 ), santimetreküplük hacimden geçen proton sayısını göstermektedir. Protonlar Dünya nın manyetik alanı tarafından yönlendirilirler ve üst atmosferde kuzey ve güney kutuplarda çarpışırlar. Hızlı hareket eden protonlar iyonosferin D-katmanında genişleme yaparlar ve yüksek enlemlerde yüksek frekanslı sinyal iletişimini kesintiye uğratırlar. Auroral etkiler sırasında azalan elektronlar diğer tabakalarda artar ve sinyal iletiminde aksamalar (parazitler) oluştururlar. Yapılan araştırmalar sonucu, 15 proton/cm 3 değerinden büyük olan proton yoğunluğu indisi değerleri aktif uzay iklim koşulu olarak değerlendirilmiştir (Khatarkar v.d. 2012 ve Dashora v.d. 2009).
III- Uzay İklim Koşulları Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı İndisleri 2- Parçacık Akısı Güneş ten çıkan enerji yüklü parçacıklar, Güneş patlamaları esnasında hızlanırlar. Güneş patlamaları ve gezegenler arası manyetik alanın etkileriyle enerji yüklü parçacıkların yayılımları gerçekleşir (Smart ve Shea 1993). Enerji yüklü parçacıklar altı enerji eşiğinde (1, 2, 4, 10, 30 ve 60 MeV) değerlendirilir. (MeV, milyon elektro volt birimini tanımlar ve yüklü parçacıkların enerji birimidir.) Parçacık akısı biriminde (pfu) protonların enerji miktarını gösterir. Proton yoğunluğunun ani pik yapan değişimleri diğer indislerde olduğu gibi iyonosferik parametrelerde değişimlere sebep olmaktadır.
IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri ile TEC Modelleme
IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri ile VTEC Modelleme Düşey Toplam Elektron İçeriği (VTEC) Üst atmosferde meydana gelen değişimler GPS gözlemlerinden elde edilen VTEC değişimleri ile analiz edilebilir. İyonosferik VTEC değişimleri kod (P) ve taşıyıcı faz (Φ) gözlemlerinin geometriden bağımsız doğrusal kombinasyonu ile elde edilir. Psoydo-mesafe ölçülerinin geometriden bağımsız doğrusal kombinasyonu (P4), P1 kod ölçülerinin P2 kod ölçülerinden çıkarılması sonucunda elde edilir (Schaer, 1999). DCB değerleri de STEC değerlerinden elde edilir. STEC u m n = 1 A f 1 2 f 2 2 f 2 2 f 1 2 [P m 4,u n DCB m + DCB u ] (1) f 1 ve f 2 : GPS uydularından yayınlanan L1 ve L2 taşıyıcı sinyallerine ait frekanslar A = 40. 3 m 3 /s 2 STEC u m m uydusu ile u alıcısı arasındaki eğik toplam elektron içeriğini TECU DCB m, DCB u : psoydo-mesafe ölçüleri için uydu ve alıcıların diferansiyel kod farkları n : bir ölçü yayındaki toplam örnek sayısı (Komjathy, 1997; Liao, 2000; Leick, 2004; Dach v.d., 2007; Jin v.d., 2012)
IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri ile TEC Modelleme Düşey Toplam Elektron İçeriği (VTEC) VTEC değişimleri (Klobuchar, 1986), ince-tabaka iyonosfer modeline göre M z m n = STEC u m n VTEC u m n (2) z m n : alıcı ile uydu arasındaki zenit açısıdır. M z izdüşüm fonksiyonu ise M z = 1 cos z = 1 1 sin 2 z R, sin z = sin(αz) (3) R+H z : uydudan alıcıya gelen sinyal yolunun iyonosfer tabakasında deldiği noktadaki (IPP) zenit açısı R: dünyanın yarıçapı (6378.137 km), α=0.9886 iyileştirilmiş ince-tabaka izdüşüm fonksiyonunun ölçek faktörü H: iyonosferik ince tabakanın yüksekliği (350 km) (Mannucci v.d., 1993; Schaer, 1999)
IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri ile TEC Modelleme Düşey Toplam Elektron İçeriği (VTEC) Kalibre edilmiş STEC değerlerini belirlemek için, Eşitlik (1) kullanılarak her bir uydu yayından ilgili alıcıya ve uyduya ait kestirilen DCB değerleri elimine edilir. VTEC değerleri, Eşitlik (2) kullanılarak her bir uydu yayı boyunca hesaplanır. Bu çalışmada saatlik VTEC değerleri, her bir istasyon üzerindeki IPP noktaları ve bu noktalardaki kalibre edilmiş VTEC değerlerine ikinci dereceden polinomal yüzey uydurularak elde edilmiştir (Durmaz ve Karslioglu, 2014): VTEC φ IPP, s IPP 2 = a 0 + a 1 φ IPP + a 2 s IPP + a 3 φ IPP 2 + a 4 φ IPP s IPP + a 5 s IPP (4) φ IPP ve s IPP : Güneş sabit referans sisteminde IPP lerin küresel koordinatları a 0, a 1, a 2, a 3, a 4 ve a 5 : polinomal yüzey katsayıları İstasyon üstü saatlik VTEC değişimleri, elde edilen polinomal yüzey katsayıları ve her bir istasyonun güneş sabit küresel koordinat sistemindeki konumları ile Eşitlik (4) kullanılarak elde edilir.
IV- Çift Frekanslı GPS Sinyalleri ile TEC Modelleme VTEC Değişimlerinin Analizi Uzay iklim koşullarının etkilediği VTEC anomalileri çeyrekler arası hareketli ortanca (MM) yöntemine göre hesaplanabilir (Liu v.d., 2009). Bu yöntemde önce alt çeyrek (LQ) ve üst çeyrek (UQ) değerleri belirlenir. VTEC değerleri ortalaması (m) ve standart sapması (σ) olan normal dağılımda kabul edilerek MM, LQ ve UQ değerleri m ve 1.34σ güven aralığında belirlenmiş olur (Klotz ve Johnson, 1983). Alt sınır (LB) değerleri LB=MM 1.5(MM LQ) Üst sınır (UB) değerleri UB=MM+1.5(UQ MM) Pozitif anomaliler üst sınırın üzerinde ve negatif anomaliler alt sınırın altında kalan saatlik VTEC değerleri ile elde edilir. Bir gün içerisinde bulunan anomalilerin üçte birinden fazlası sınır değerlerden yüksek veya düşük ise o gün anormal gün olarak kabul edilir (Liu v.d., 2009).
V- Uygulama
V- Uygulama Çalışma Bölgesi AVRUPA Orta-Enlem (Kuzey Yarı Küre) TÜRKİYE BUCU: Bükreş- Romanya GRAZ: Graz- Avusturya ORID: Ohri- Makedonya PENC: Penç- Macaristan UZHL: Ujgorod- Ukrayna ZIMM: Zimervald- İsviçre
1- Verilerin Elde Edilmesi a) İyonosferik VTEC Değişimi Belirleme Verileri GPS Gözlemleri GNSS istasyonlarının RINEX dosya formatındaki verileri, Kabuk Dinamikleri Verisi ve Bilgi Sistemi (CDDIS) GNSS veri ve ürünleri arşivinden (ftp://cddis.gsfc.nasa.gov) MATLAB ortamında hazırlanan yazılımla indirilmiştir. Bernese v5.0 yazılımı kullanılarak yumuşatma algoritması RINEX dosyalarındaki tüm gözlemlere uygulanmıştır.
1- Verilerin Elde Edilmesi a) İyonosferik VTEC Değişimi Belirleme Verileri Hassas Uydu Yörüngeleri Hassas uydu yörünge koordinatları SP3 uzantılı dosyalarda IGS tarafından saatlik olarak, (ftp://ftp.igs.org/pub/product/) adresinden MATLAB ortamında hazırlanan yazılımla indirilmiştir. SP3 dosyalarının, GNSS alıcılarının RINEX dosyasında gördüğü GPS uydularının isimlerine göre eşleştirerek bulduğu uyduların yörünge koordinatları M_DCB yazılımı (Jin vd. 2012) kullanılarak ayrıştırılarak kaydedilmiştir.
1- Verilerin Elde Edilmesi a) İyonosferik VTEC Değişimi Belirleme Verileri IONEX Dosyaları Uydulara ait DCBs değerleri, Uluslararası Analiz Merkezleri (IGS, ESA, CODE, JPL, vd.) tarafından saatlik olarak IONEX formatında ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/products/ionosphere/ adresinden MATLAB ortamında hazırlanan yazılımla indirilmiştir. GPS uydularına ait DCBs verileri, GNSS alıcılarının RINEX dosyasında gördüğü GPS uydularının isimlerine göre eşleştirerek IONEX dosyalarından M_DCB yazılımı (Jin vd. 2012) kullanılarak kaydedilmiştir.
1- Verilerin Elde Edilmesi b) Uzay İklim Koşulu Verileri
1- Verilerin Elde Edilmesi b) Uzay İklim Koşulu Verileri Güneş aktivitesi indis (F10.7; EUV 26-34nm ve EUV.1-50nm) değerleri Güney Kaliforniya Üniversitesi Uzay Bilimleri Merkezi ne ait (http://www.usc.edu/dept/space_science/semdatafolder/semdownload.htm) internet ara yüzünden günlük çözünürlüklü olarak indirilmiştir.
1- Verilerin Elde Edilmesi b) Uzay İklim Koşulu Verileri - Jeomanyetik fırtına indisi (Kp) ve jeomanyetik aktivite indisi (Dst), - manyetik alan indisleri (Bx, By, Bz), - plazma yoğunluğu (N P /cm 3 ) ve parçacık akısı (>1Mev, >2Mev, >4Mev, >10Mev, >30Mev, >60Mev) indis değerleri, Nasa Goddard Uzay Uçuş Merkezi nin Uzay Fiziği Veri Tesisi ne ait (http://omniweb.gsfc.nasa.gov/form/dx1.html) internet ara yüzünden saatlik çözünürlüklü olarak alınmıştır.
2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Güneş aktivitesi İndislerinin Değişimleri (F10.7, EUV 26-34nm ve EUV 1-50nm) F10.7 Güneş Akısı İndisi: 150 sfu dan küçük olduğu anlar zayıf güneş aktivitesi, 150 sfu dan büyük olduğu anlar yüksek güneş aktivitesi olarak değerlendirildi. EUV Güneş Akısı İndisi: Bu indisin pik yaptığı günler değerlendirildi.
2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Jeomanyetik Fırtına ve Jeomanyetik Aktivite İndislerinin (Kp, Dst) Değişimi Kp- indisi: 0 ile 9 arasında değişen indis değerleri olarak değerlendirildi. Dst- indisi: Dst>-50nT (Zayıf Fırtına), -50nT>Dst>-100nT (Hafif Fırtına), -100nT>Dst (Kuvvetli Fırtına) arasında değişen indis değerleri olarak değerlendirildi.
2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Manyetik Alan İndis (Bx, By, Bz) Değişimleri B x,y,z indisi: Ölçeği, B x,y,z <-3nT (Zayıf Fırtına), B x,y,z <-5nT (Hafif Fırtına), B x,y,z <- 10nT (Kuvvetli Fırtına) ve B x,y,z >3nT (Zayıf Fırtına), B x,y,z >5nT (Hafif Fırtına), B x,y,z >10nT (Kuvvetli Fırtına) arasında değişen indis değerleri olarak değerlendirildi.
2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Proton Yoğunluğu ve Parçacık Akısı İndislerinin Değişimi Proton Yoğunluğu İndisi: Ölçeği, 15 proton/cm 3 üzerinde meydana gelen değişimlerin aktivite olarak B x,y,z <-5nT (Hafif Fırtına) olduğu periyotlardaki değişimlerine göre değerlendirilmiştir. Parçacık Akısı İndisi: Bu indisin ani pik yaptığı değerler incelenmiştir.
3/1 3/2 3/3 3/4 3/5 3/6 3/7 3/8 3/9 3/10 3/11 3/12 3/13 3/14 3/15 3/16 3/17 3/18 3/19 3/20 3/21 3/22 3/23 3/24 3/25 3/26 3/27 3/28 3/29 3/30 3/31 Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı Manyetik Alan J.F. ve J.A. Güneş Aktivitesi 3/1 3/2 3/3 3/4 3/5 3/6 3/7 3/8 3/9 3/10 3/11 3/12 3/13 3/14 3/15 3/16 3/17 3/18 3/19 3/20 3/21 3/22 3/23 3/24 3/25 3/26 3/27 3/28 3/29 3/30 3/31 Yıl: 2015 Yıl: 2015 2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Uzay İklim Koşullarına Ait İndis Değişimlerinin Birlikte Değerlendirilmesi Zaman (Ay/Gün) F10.7 + + + + + + + EUV (.1-50 nm) + + + + + + EUV (26-34 nm) + + + + + + Kp + + + + + + + + + Dst (nt) + + + + + Bx (nt) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + By (nt) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Bz (nt) + + + + + + + + + + + + Prot. Yoğ. (N/cm3) + + + + + + Prot. Akıs. (>1Mev) Prot. Akıs. (>2Mev) Prot. Akıs. (>4Mev) Prot. Akıs. (>10Mev) + + + Prot. Akıs. (>30Mev) + + + Prot. Akıs. (>60Mev) + + + Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) Mart S S S S
4/1 4/2 4/3 4/4 4/5 4/6 4/7 4/8 4/9 4/10 4/11 4/12 4/13 4/14 4/15 4/16 4/17 4/18 4/19 4/20 4/21 4/22 4/23 4/24 4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı Manyetik Alan JF ve JA Güneş Aktivitesi 4/1 4/2 4/3 4/4 4/5 4/6 4/7 4/8 4/9 4/10 4/11 4/12 4/13 4/14 4/15 4/16 4/17 4/18 4/19 4/20 4/21 4/22 4/23 4/24 4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 Yıl: 2015 2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Zaman (Ay/Gün) F10.7 + + + + + + + + EUV (.1-50 nm) + + + + + + + EUV (26-34 nm) + + + + + + + Kp + + + + + + + Dst (nt) + + + + + Bx (nt) + + + + + + + + + + + + + By (nt) + + + + + + + + + + + + + Bz (nt) + + + + + + + + + + + + + + Prot. Yoğ. (N/cm3) + + + + + + + + + + + + + + Prot. Akıs. (>1Mev) Prot. Akıs. (>2Mev) Prot. Akıs. (>4Mev) Prot. Akıs. (>10Mev) Prot. Akıs. (>30Mev) Prot. Akıs. (>60Mev) Zaman Yıl: 2015 (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) Uzay İklim Koşullarına Ait İndis Değişimlerinin Birlikte Değerlendirilmesi Nisan S S S S S S S S S
5/1 5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 5/7 5/8 5/9 5/10 5/11 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 5/21 5/22 5/23 5/24 5/25 5/26 5/27 5/28 5/29 5/30 5/31 Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı Manyetik Alan J.F. Ve J.A. Güneş Aktivitesi 5/1 5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 5/7 5/8 5/9 5/10 5/11 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 5/21 5/22 5/23 5/24 5/25 5/26 5/27 5/28 5/29 5/30 5/31 Yıl: 2015 Yıl: 2015 2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi Zaman (Ay/Gün) F10.7 + + + + + + + + + EUV (.1-50 nm) + + + + + + EUV (26-34 nm) + + + + + + Kp + + + + Dst (nt) + Bx (nt) + + + + + + + + + + + + + + + + + + By (nt) + + + + + + + + + + + + + + Bz (nt) + + + + + + + + + + + Prot. Yoğ. (N/cm3) + + + + + + + Prot. Akıs. (>1Mev) Prot. Akıs. (>2Mev) Prot. Akıs. (>4Mev) Prot. Akıs. (>10Mev) + Prot. Akıs. (>30Mev) + Prot. Akıs. (>60Mev) + Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) Uzay İklim Koşullarına Ait İndis Değişimlerinin Birlikte Değerlendirilmesi Mayıs S S S S S S
6/1 6/2 6/3 6/4 6/5 6/6 6/7 6/8 6/9 6/10 6/11 6/12 6/13 6/14 6/15 6/16 6/17 6/18 6/19 6/20 6/21 6/22 6/23 6/24 6/25 6/26 6/27 6/28 6/29 6/30 Plazma Yoğunluğu ve Parçacık Akısı Manyetik Alan J.F. Ve J.A. Güneş Aktivitesi 6/1 6/2 6/3 6/4 6/5 6/6 6/7 6/8 6/9 6/10 6/11 6/12 6/13 6/14 6/15 6/16 6/17 6/18 6/19 6/20 6/21 6/22 6/23 6/24 6/25 6/26 6/27 6/28 6/29 6/30 Yıl: 2015 Zaman (Ay/Gün) F10.7 + + + + + + EUV (.1-50 nm) + + + + + + + Yıl: 2015 2- Uzay İklim Koşullarının Değerlendirilmesi EUV (26-34 nm) + + + + + + + Kp + + + + + Dst (nt) + + + + + + Bx (nt) + + + + + + + + + + + + + By (nt) + + + + + + + + + + + + + + + Bz (nt) + + + + + + + + Prot. Yoğ. (N/cm3) + + + + + + + + Prot. Akıs. (>1Mev) Prot. Akıs. (>2Mev) Prot. Akıs. (>4Mev) Prot. Akıs. (>10Mev) + Prot. Akıs. (>30Mev) Prot. Akıs. (>60Mev) Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) Uzay İklim Koşullarına Ait İndis Değişimlerinin Birlikte Değerlendirilmesi Haziran S S S S S S S S
3- VTEC Değişimleri, Güvenirlikleri ve Analizi VTEC Değişimleri BUCU GRAZ ORID PENC UZHL ZIMM VTEC değişimlerine 15 günlük hareketli ortanca istatistiksel analiz yöntemi uygulandığında ortaya çıkan anomalilerin 1/3 ünden fazlası (>8saat/gün) pozitif veya negatif anomali olarak değerlendirilir. VTEC Negatif Anomali UB LB Pozitif Anomali MM
TEC Farklarının RMS Değerleri 3- VTEC Değişimleri, Güvenirlikleri ve Analizi 02/14 02/21 02/28 03/07 03/14 03/21 03/28 04/04 04/11 04/18 04/25 05/02 05/09 05/16 05/23 05/30 06/06 06/13 06/20 06/27 VTEC Değişimlerinin Güvenirliği İstasyon VTEC kestirimlerinin güvenilirliğini kontrol etmek için, IGS son IONEX dosyalarında bulunan istasyon üstü GIM-TEC değerleri kestirilen istasyon üstü VTEC değerleri ile karşılaştırılmıştır. IGS in GIM-TEC haritalarının doğruluğu 2-8 TECU aralığında 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 UZHL BUCU GRAZ ORID PENC ZIMM Zaman (Ay/ Gün)
İyonosferik VTEC Değişimleri 3/1 3/2 3/3 3/4 3/5 3/6 3/7 3/8 3/9 3/10 3/11 3/12 3/13 3/14 3/15 3/16 3/17 3/18 3/19 3/20 3/21 3/22 3/23 3/24 3/25 3/26 3/27 3/28 3/29 3/30 3/31 4- VTEC Değişimleri ve Uzay İklim Koşulları Değerlendirilmesi MART Yıl: 2015 Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) S S S S BUCU +9 +11 +10-16 -24-16 +8 ZIMM +11-14 -20-11 UZHL +8 +8-22 -22-14 +8 PENC +10 +8-22 -24-15 +9 ORID +11-11 -24-17 GRAZ +9-21 -24-17 6 Mart pozitif anomaliler: Güneş Aktivitesi ve Manyetik Alan 7 Mart pozitif anomali: Güneş aktivitesi, Jeomanyetik Fırtına ve Manyetik Alan 17 Mart pozitif anomali: Jeomanyetik fırtınanın başlangıç evresi, Manyetik Alan ile Proton Yoğunluğu ve Parçacık Akısında 18, 19 ve 20 Mart negatif anomaliler: Jeomanyetik Fırtına sonrası iyonosferik aktivitenin toparlanma sürecinde gerçekleşen etkilerdir. 28 Mart pozitif anomaliler: Güneş Aktivitesi ve Manyetik Alan
İyonosferik VTEC Değişimleri 4/1 4/2 4/3 4/4 4/5 4/6 4/7 4/8 4/9 4/10 4/11 4/12 4/13 4/14 4/15 4/16 4/17 4/18 4/19 4/20 4/21 4/22 4/23 4/24 4/25 4/26 4/27 4/28 4/29 4/30 4- VTEC Değişimleri ve Uzay İklim Koşulları Değerlendirilmesi NİSAN Yıl: 2015 Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) S S S S S S S S S BUCU -20-13 -10 ZIMM -15-11 UZHL -24-8 -9-9 PENC -24-8 -9 ORID +10-18 -10 +8-8 -11-8 GRAZ -19 10 ve 14 Nisan pozitif anomaliler: Jeomanyetik Fırtına, Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 11 Nisan negatif anomaliler: Jeomanyetik Fırtına sonrası toparlanma sürecine giren iyonosferik aktivitenin gerçekleştirdiği etkiler 12 Nisan negatif anomali: Sakin uzay iklim koşulunda gerçekleşmiş, farklı etkilerden kaynaklı olabileceği ve araştırılması gerektiği düşünülmektedir 15 Nisan negatif anomaliler: Güneş Aktivitesi, Jeomanyetik Fırtına, Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 16 Nisan negatif anomaliler: Güneş Aktivitesi, Jeomanyetik Fırtına ve Manyetik Alan 29 Nisan negatif anomaliler: Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu
İyonosferik VTEC Değişimleri 5/1 5/2 5/3 5/4 5/5 5/6 5/7 5/8 5/9 5/10 5/11 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 5/21 5/22 5/23 5/24 5/25 5/26 5/27 5/28 5/29 5/30 5/31 4- VTEC Değişimleri ve Uzay İklim Koşulları Değerlendirilmesi MAYIS Yıl: 2015 Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) S S S S S S BUCU -22-12 -10 ZIMM -14 +18 +12 UZHL -24 +8-9 PENC -23-8 ORID -18-9 -9 GRAZ -20 7 Mayıs negatif anomaliler: Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 15, 16 Mayıs pozitif anomaliler: Sakin uzay iklim koşulunda gerçekleşmiş, farklı etkilerden kaynaklı olabileceği ve araştırılması gerektiği düşünülmektedir. 17 Mayıs pozitif anomali: Manyetik Alan 25 Mayıs negatif anomaliler: Sakin uzay iklim koşulunda gerçekleşmiş, farklı etkilerden kaynaklı olabileceği ve araştırılması gerektiği düşünülmektedir. 26 Mayıs negatif anomali: Güneş Aktivitesi, Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 27 Mayıs negatif anomali: Güneş Aktivitesi, Manyetik Alan
İyonosferik VTEC Değişimleri 6/1 6/2 6/3 6/4 6/5 6/6 6/7 6/8 6/9 6/10 6/11 6/12 6/13 6/14 6/15 6/16 6/17 6/18 6/19 6/20 6/21 6/22 6/23 6/24 6/25 6/26 6/27 6/28 6/29 6/30 4- VTEC Değişimleri ve Uzay İklim Koşulları Değerlendirilmesi HAZİRAN Yıl: 2015 Zaman (Ay/Gün) Uzay İklim Koşulları Kararı (S: Sakin Gün) S S S S S S S S S BUCU +10 +8-12 -21-9 -15 ZIMM +13-22 -10-8 -17 UZHL +10-21 -9-14 PENC +10-8 -22-8 -11 ORID +13-11 -16-14 GRAZ +11-21 -11-15 -14 7 Haziran pozitif anomaliler: Güneş Aktivitesi, Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 14 Haziran pozitif anomaliler: Jeomanyetik Fırtına ve Manyetik Alan 19 Haziran negatif anomaliler: Sakin uzay iklim koşulunda gerçekleşmiş, farklı etkilerden kaynaklı olabileceği ve araştırılması gerektiği düşünülmektedir. 23 Haziran pozitif anomaliler: Jeomanyetik Fırtına, Manyetik Alan ve Proton Yoğunluğu 24, 29 Haziran negatif anomali: Manyetik Alan 25, 26 Haziran negatif anomaliler: Güneş Aktivitesi, Jeomanyetik Fırtına ve Manyetik Alan
VI- Sonuçlar Orta kuşakta (Avrupa), Mart, Nisan, Mayıs ve Haziran 2015 aylarını kapsayan zamanda yapılan araştırmada: Uzay iklim koşullarının, istasyon üstü VTEC değişimlerinde anormal değişimlere neden olduğu belirlenmiştir. Uzay iklim koşullarının etkisiyle oluşan VTEC anomaliler pozitif ve negatif değerler olarak belirlenmiştir. Uzay iklim koşullarından, Güneş Aktivitesi, Jeomanyetik Fırtına ve Manyetik Alan değişimlerinin TEC değişimlerine etkileri daha çok; Proton Yoğunluğu ve Parçacık Akısı değişimlerinin etkisi ise daha az görülmüştür.
VI- Sonuçlar Çalışmada incelenen uzay iklim koşullarının görülmediği sakin günlerde de VTEC anomalileri belirlenmiştir. Bu anomalilerin farklı etkilerden kaynaklı olabileceği düşünülmektedir. Farklı etkilerden kaynaklanan muhtemel anomaliler için uzak iklim koşullarına ait diğer indis değerleri (Proton sıcaklığı, proton akısı hızı, farklı enlem ve boylamdaki göre akı yoğunluğu, auroral elektrojet, vd.) gelecek çalışmalarda incelenecektir. VTEC anomalileri ile uzay iklim koşulları arasındaki ilişkinin Dünya genelinde daha iyi ortaya koyabilmek için farklı kuşaklarda (yüksek enlem bölgeleri ve ekvatoral kuşaklar) ve farklı mevsimlerde de araştırılmaların yapılması gerektiği düşünülmektedir.
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER