Güneş aktivitelerinin manyetosfer iyonosfer dinamiklerine etkisi
Solar activity effects on magnetosphere ionosphre dynamics
Yazar: SİNAN GÜYER
Danışman: DOÇ. DR. ZEHRA CAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Güneş aktivitesinin Dünya manyetosferi ile etkileşmesi sonucunda manyetosferde düzensizlikler oluşmaktadır. Güneş rüzgarları ya da gezegenler arası manyetik alanın Dünya manyetosferinde oluşturduğu etki önem taşımaktadır. Özellikle güney yönelimli gezegenler arası manyetik alanın Dünya manyetosferinin dinamiklerindeki çeşitliliği arttırmaktadır. Bunun yanı sıra manyetosfer bir enerji deposu olarak düşünülebilir ve zaman zaman bu enerjinin salınması Güneş aktivitesi sırasında olduğu gibi iyonosferde düzensizlikler meydana getirebilmektedir. Özellikle substorm dinamikleri bu çeşitliliği arttırmaktadır. Bu nedenle Dünya manyetosferinin özellikleri ve verdiği tepkilerin anlaşılması önem taşımaktadır. Manyetosferdeki enerji taşınım, moment, enerjinin kayboluşu ve enerjinin dönüşümü süreçleri manyetosferin dinamiklerinin anlaşılması açısından büyük önem arz etmektedir. Yukarda bahsedilen durumların anlaşılması için bu tezde izlenen yol büyük çoğunlukla Alfven dalgaları üzerinden ilerlemiştir. Alfven dalgaları astrofiziksel plazmada önemli bir fiziksel olgudur ve bu tez özelinde Alfven dalga yapısı özelliğini kaybetmeden manyetosferde bulunduğu yerin bilgisini verebilmesi nedeni ile çok önemli bir konumdadır. Manyetosferin kuyruk bölgesinden auroral bölgeye kadar Alfven dalgaları gözlemlenebilmektedir ve bu gözlemler bize Alfven dalgasının bulunduğu plazma ile ilgili bilgi verebilmektedir. Ayrıca bu gözlemler sonucunda manyetosferde plazma taşınımın nasıl olduğu enerji dönüşüm süreçleri ve enerjinin kayboluş süreci hakkında da bilgi edinmemizi sağlayacak önemli fiziksel olgulardan bir tanesidir. Plazmanın Alfven dalgası aracılığı ile incelenirken Maxwell-Boltzmann-Vlasov denklemleri, Manyetohidrodinamik denklemler ve dalganın Kinetik teorisi temel matematiksel denklemleri kullanılmıştır. Kinetik Alfven dalgaları, dalga parçacık etkileşimleri, parçacıkların ivmelenmesi ve ısınması gibi süreçlerde önemli rol oynamaktadır ve bu dalgalar manyetosferin birçok bölgesinde karşımıza çıkmaktadır. Kinetik Alfven dalga yapısı gibi ayna mod yapı da alçak frekans yapı içersinde yer almaktadır. Tezin uygulama kısmında kinetik Alfven dalga yapısı ve ayna modu yapı ve düzensizlik substorm sırasında gözlemi yapılan fiziksel olgulardandır.

Abstract:
Earth's magnetosphere is affected by the Sun's activity. Solar wind and interplanetary magnetic field distore the Earth's magnetic field line, especially southward interplanetary magnetic field changes the structures and dynamics of the magnetosphere. Magnetosphere is thought to be an energy storage mechanism, and the release of the sudden energy from the magnetosphere can lead disturbances like influence of solar wind on Earth. One of the most important mechanisms of the magnetospheric dynamic is substorms. Substorms are outstanding events to understand the respond of the magnetosphere. Momentum transport, energy conversion and dissapation mechanisms give information about the structure and dynamics of the magnetosphere. For this reason, basic Maxwell-Boltzmann-Vlasov and Magnetohydrodynamics equations kinetic theory of the wave are useful tools to understand the nature of these mechanisms mathematically. Alfven waves can be a selectional physical phenomena for us to learn to magnetospheric plasma, in case detailed information is required. Alfven wave structure can be observable through the magnetotail to Earth's Ionosphere. Therefore, changes and dynamics of the plasma can be observed via Alfven waves. Kinetic Alfven waves play an important role related to the wave-particle interaction, particle acceleration and heating process as a low frequency structure. Besides, the kinetic Alfven waves, mirror mode structure and instability are important for the behavior of the central plasma sheet. Observations and analyses were made in application and observations as a part of the dissertation.