Jeomanyetik aktif durumlar için manyetik eşlenik noktalarındaki iyonosferik toplam elektron içeriğindeki (TEİ) değişimlerin incelenmesi
The investigation of changes in the ionospheric total electron content (TEC) at magnetic conjugate points for geomagnetic active conditions
Yazar: SERHAT KORLAELÇİ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ÜNAL
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında manyetik eşlenik noktalarında elde edilen ölçülmüş toplam elektron içeriği (TEİ) değerlerinin jeomanyetik aktif durumda verdikleri tepkiler incelenmiştir. İnceleme düşük enlem bölgesinden Nakatane-Katherine (22,16o K, 202,3o D ile 24,16o G, 202,3o D), üçü orta enlem bölgesinden Beijing-Learmonth (30,63o K, 187,96o D ile 31,86o G, 187,35o D), Petropavlovsk-Canberra (46,28o K, 227,29o D ile 46,90o G, 228,33oD), Bar Harbor-Palmer Station (50,82o K, 9,26o D ile 51,31o G, 7,67oD) ve biri de yüksek enlem bölgesinden Ny Alesund–Davis (76,36o K, 129,44o D ile 76,52o G, 131,76o D) olmak üzere beş manyetik eşlenik istasyon çifti için yapılmıştır.
Yapılan analizde serpilme diyagramı, üst üste binmiş dönem analizi (SEA) ve çoklu doğrusal regresyon analizi kullanılmıştır. Bu analizler, Güneş lekesi sayısının maksimum olduğu 2015 yılında manyetik fırtınaların yaşandığı 4 farklı mevsimsel dönem için yapılmıştır. Her mevsimsel dönem için   değerinin maksimum olduğu gün referans alınarak, bu tarihten ±45 gün öncesi ve sonrası incelenmiştir. SEA metodunda  >2+ değerleri olay anı olarak belirlenmiş ve jeomanyetik aktivite durumu analize dahil edilmiştir. Regresyon modelinde ise   değeri bağımsız değişken olarak göz önüne alınmıştır. Ayrıca manyetik eşlenik çiftlerinde taşınma süreci iki yönlü olacağı düşüncesi ile herbir manyetik eşlenik noktasındaki TEİ değeri bağımlı değişken olarak göz önüne alınırken diğer noktadaki TEİ değeri bağımsız değişken olarak kabul edilmiştir.
Serpilme diyagramlarında düşük ve orta enlem bölgelerinden seçilen manyetik eşlenik çiftleri için tüm dönemlerde güçlü ve pozitif bir ilişkinin olduğu belirlenmiştir. Yüksek enlem bölgesinden seçilen manyetik eşlenik çiftinde ise oldukça zayıf bir ilişki gözlenmiştir. SEA analizlerinde ise tüm manyetik eşlenik çiflerinden elde edilen TEİ değerleri jeomanyetik aktivite olay anı civarında tepki vermiştir. Bu tepki manyetik eşlenik çiflerine göre negatif yada pozitif olarak belirlenmiştir. Çoklu doğrusal regresyon analiz sonuçlarında Petropavlovsk-Canberra manyetik eşlenik çiftinin 2. dönemi ve Bar Harbor-Palmer Station eşleniğinin 4. dönemi hariç tüm dönemlerde TEİ katsayıları pozitiftir. Ekvatorda kutuplara gidildikçe bu katsayıların azaldığı görülmektedir. Modele dâhil edilen jeomanyetik indis (Kp) değerinin ise manyetik eşlenik noktasındaki TEİ değerlerinde oldukça düşük değerler aldıkları görülmektedir. Yani bir manyetik eşlenik çiftinin birindeki TEİ değeri, karşı uçtaki TEİ değerini   indisinden çok daha fazla etkilediği görülmüştür.
Sonuç olarak, yapılan analizler sonucunda jeomanyetik aktif durumda manyetik eşlenik noktalarındaki TEİ değerlerinin karşılıklı olarak birbirini önemli ölçüde etkiledikleri göz önünde bulundurularak, özellikle iyonosferik veya iyonosfer kaynaklı çalışmalarda herhangi bir eşlenik noktasındaki değişim incelenirken karşı eşlenik noktasındaki değişimlerin de göz önüne alınması gerektiği ve eşlenik noktalarının belirlenmesinde manyetik fırtınalı dönemlerdeki TEİ değerlerinin tepkisine bakılması önerilebilir.

Abstract:
In this thesis, the responses of the measured total electron content (TEC) values obtained at magnetic conjugate points in the geomagnetic active state were examined. The investigation was doing for five magnetic conjugate stations, Nakatane-Katherine (22.16o N, 202.3o E and 24.16o S, 202.3o E) from the low latitude region, three from the mid-latitude (Beijing-Learmonth (30.63o N, 187.96o E and 31.86o S, 187.35o E), Petropavlovsk-Canberra (46.28o N, 227.29o D to 46.90o S, 228.33oD), Bar Harbor-Palmer Station (50.82o N, 9.26o D to 51, 31o S, 7.67o E)) and Ny Alesund-Davis (76.36o N, 129.44o E and 76.52o S, 131.76o E) from the high latitude region.
The scattering diagram, superposed epoch analysis (SEA) and multiple linear regression analysis were used in the analysis. These analyzes were conducted for 4 different seasonal periods when magnetic storms occurred in 2015, when the number of sunspots was maximum. For each seasonal period, the day when the   value was the maximum was taken as a reference, ± 45 days before and after this date were examined. In the SEA method,  > 2+ values were determined as the moment of the event and the geomagnetic activity state was included in the analysis. In the regression model, the value of   is considered as an independent variable. In addition, with the idea that the transport process will be two-way in magnetic conjugate points, the TEC value at each magnetic conjugate point was considered as the dependent variable, while the TEC value at the other point was accepted as the independent variable.
It is determined that there is a strong and positive relationship in all periods for magnetic conjugate points selected from low and middle latitude regions in scattering diagrams. A very weak relationship is observed in the magnetic conjugate points selected from the high latitude region. In SEA analyzes, TEC values obtained from all magnetic conjugate points reacted around the event moment of the geomagnetic activity. This response is determined as positive or negative relative to magnetic conjugate points. In the results of multiple linear regression analysis, TEC coefficients is positive in all periods except the 2nd period of the Petropavlovsk-Canberra and the 4th period of the Bar Harbor-Palmer Station conjugate stations points. It is seen that these coefficients decrease as we go to the poles at the equator. It is seen that the geomagnetic index (Kp) value included in the model has quite low values in TEC values at the magnetic conjugate point. In other words, it has been observed that the TEC value in one of a magnetic conjugate points affects the TEC value at the opposite end much more than the   index.
As a result, it is seen that TEC values at magnetic conjugate points in the geomagnetic active state affect each other significantly. For this reason, especially in ionospheric derived or ionospheric studies, it is recommended to consider the changes in the opposite conjugate point when examining the change in any conjugate point and to look at the response of the TEC values during magnetic storm periods in determining the conjugate points.