Şiddetli jeomanyetik fırtınalar sırasında Türkiye iyonküresindeki değişimlerin tusaga-aktif istasyonları kullanılarak araştırılması
Investigation of variations in Turkey ionosphere during severe geomagnetic storms by using tusaga-active stations
Yazar: MEHMET GÜR
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN ATICI
Muş Alparslan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
24. Güneş döngüsünde meydana gelen altı şiddetli jeomanyetik fırtınanın Türkiye iyoküresi üzerindeki etkisi Türkiye Ulusal Temel GNSS Ağı-Aktif (TUSAGA-Aktif) sistemindeki altı istasyon (datc, hors, midy, oniy, tekr ve vezi) kullanılarak araştırılmıştır. Bu istasyonlardan iyonküresel değişimi karakterize eden Toplam Elektron İçeriği (TEİ) değerleri İONOLAB-TEC yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. TEİ değerleri jeomanyetik olarak tedirgin ve sakin durumlar için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Şiddetli jeomanyetik fırtınalar iyonküresel tepkiyi tespit etmek için istatiksel olarak Fark ve Diferansiyel ROT (DROT) yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemler ile elde edilen sonuçlara göre Türkiye iyonküresinde pozitif ve negatif iyonküresel fırtınaların meydana geldiği ifade edilebilir. Pozitif fırtınalar fırtına ana fazında meydana gelirken negatif iyonküresel fırtınalar ise geri dönüş fazında meydana gelmiştir. Ayrıca bu çalışmada fark yöntemine göre 24. Güneş döngüsünün son yıllarında meydana gelen şiddetli jeomanyetik fırtınalar sırasında Türkiye iyonküresi üzerinde bir iyonküresel fırtınanın meydana gelmediği ifade edilebilir. DR-OT yöntemine göre ise ilk üç fırtınada Türkiye iyonküresi üzerinde jeomanyetik olarak tedirgin olan tüm günlerde genel olarak orta ölçekli iyonküresel tedirginliklerin meydana geldiği ifade edilebilir. Ancak son üç fırtınada genel olarak fırtınanın ana fazında büyük ölçekli iyonküresel tedirginliklerin oluştuğu görülmektedir. Bununla birlikte Ağustos 2018 şiddetli fırtınasında jeomanyetik olarak tedirgin tüm günlerde büyük ölçekli iyonküresel tedirginliklere yol açtığı gözlenmiştir. Bu bulgular ışığında solar rüzgarlar ve yerin manyetik alanın Türkiye iyonküresi üzerinde sürekli olmasa da pozitif ve negatif fırtınalara yol açtığı ayrıca orta ve büyük ölçekli iyonküresel tedirginliklere sebep olduğu ifade edilebilir. Hem büyük ve orta ölçekli iyonküresel tedirginliklerin hem de negatif ve pozitif iyonküresel fırtınaların radyo iletişimi, uydu tabanlı navigasyon sistemleri ve iyonküreye dayanan diğer teknolojiler üzerinde önemli etkileri olabileceğinden dolayı bu bozulmaların izlenmesi ve anlaşılması, etkilerini azaltmak ve daha sağlam sistemler geliştirmek için oldukça önemlidir.

Abstract:
The effects of six severe geomagnetic storms occurring in the 24th solar cycle on the Turkey ionosphere were investigated using six stations (datc, hors, midy, oniy, tekr and vezi) in the Turkey National Basic GNSS Network-Active (TUSAGA-Aktif) system. Total Electron Content (TEC) values, which characterize the ionospheric exchange, were calculated from these stations using IONOLAB-TEC software. TEC values were calculated separately for geomagnetically disturbed and calm situations. Statistically Differential and Differential ROT (DROT) methods were used to detect the ionospheric response in severe geomagnetic storms. According to the results obtained with these methods, it can be stated that positive and negative ionospheric storms occur in the ionosphere of Turkey. Positive storms also occurred in the main phase of the storm, while negative ionospheric storms occurred in the return phase. In addition, according to the difference method in this study, it can be stated that an ionospheric storm did not occur over the ionosphere of Turkey during the severe geomantic storms that occurred in the last years of the 24th solar cycle. According to the DROT method, it can be stated that medium-sized ionospheric disturbances occur on all days that are geomagnetically disturbed on the Turkey ionosphere in the first three storms. However, in the last three storms, it can be stated that large-scale ionospheric perturbations have occurred in the main phase of the storm in general. However, it can be stated that the severe storm of August 2018 caused large-scale ionospheric perturbations on all geomagnetically disturbed days. In the light of these findings, it can be stated that solar winds and the magnetic field of the earth cause positive and negative storms on the Turkey ionosphere, but not continuously, and cause medium and large-scale ionospheric disturbances. Because both large and medium-sized ionospheric perturbations and negative and positive ionospheric storms can have significant impacts on radio communications, satellite-based navigation systems, and other ionospheric-based technologies, monitoring and understanding these disturbances is crucial to mitigate their effects and develop more robust systems.