İndir

PASİF GÜNEŞ AKTİVİTESİNDE ORTA ENLEM foF2 DEĞERLERİNİN
ENLEMSEL DEĞİŞİMİNİN İSTATİSTİKSEL OLARAK
İNCELENMESİ
Erdinç TİMOÇİN1, İbrahim ÜNAL2
İnönü Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 44280 Malatya, TÜRKİYE
2
İnönü Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Fen Bilgisi Öğretmenliği Bölümü, 44280 Malatya, TÜRKİYE
[email protected], [email protected]
1
Özet: ARIEL 3 ve ARIEL 4 uydularının orta enlemlerde (30o-70o) ölçtüğü elektron yoğunluğu verilerinde ani bir
düşüş olduğu gözlenmiştir. Bu düşüşlerin manyetosferik plazma sınırının iyonosferdeki izdüşümü olduğu
kanıtlanmış ve bu yapı “Orta Enlem Elektron Yoğunluğu Çukuru” olarak adlandırılmıştır. Bu çalışmada, 20.
Güneş döngüsü içerisinde, Güneş’in az aktif olduğu (R<100 ve Kp  2+) 1972-1976 yılları arasındaki Mart
Ekinoksu civarında (±42 gün) orta-enlem elektron yoğunluğu çukurunun, foF2 üzerindeki olası izi istatistiksel
yöntemler kullanılarak incelenmeye çalışılmıştır. Saatlik foF2 verileri, orta enlem bölgesinde bulunan Sofia
(42,7o K) ve Kiruna (67,8o K) arasındaki 8 istasyondan alınmıştır. Bu verilerin ortalamaları ve delta foF2
değerleri hesaplanarak histogramları çizdirilmiştir. Bu dağılımların enleme göre nasıl değiştiği incelenmiştir.
Analiz sonuçlarından, delta foF2 dağılımın enleme göre gösterdiği değişim ile literatürde yaklaşık 550 km
yükseklikteki orta enlem bölgesi iyonosferinde meydana gelen elektron yoğunluğundaki azalma arasında bir
ilişki kurulabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
Abstract: In the electron density data measured by Ariel-3 and Ariel-4 satellites along mid-latitudes was
observed a sudden decline. This decline was proved to be ionospheric prection of the magnetospheric
plasmapause and this structure was called as the mid-latitude electron density trough. In this study, for
surrounding March equinox (±42 days) of between 1972 and 1976 when the sun was less active (R<100 and
Kp  2+) along 20th solar cycle, the possible trail on the foF2 of the mid-latitude electron density trough is
examined by using statistical methods. Hourly foF2 data were obtained from eight ionosonde stations which are
located between Sofia (42,7o N) and Kiruna (67,8o N) in the mid-latitudes. The average of these data and delta
foF2 values are calculated, then histograms of the delta foF2 values are plotted. How the change according to
latitudes of this distributions were examined. From the analysis results, it is concluded that between change
according to latitudes of delta foF2 distribution and reduction of the electron denstiy in about 550 km height of
ionosphere on the mid-latitudes may be a relationship.
1. Giriş
Güneş patlamaları sonucu meydana gelen Güneş rüzgârları, Yer’in manyetik alanını önemli derecede
etkilemekte ve bu etkileşim, iyonosferdeki elektron yoğunluğunda büyük ve ani değişimlere sebep
olabilmektedir [1,2]. Güneş rüzgârlarından kaynaklı elektron yoğunluğunda meydana gelen bu değişim, özellikle
30o-70o manyetik enlemler arasında bulunan iyonosferin yaklaşık 550 km yüksekliklerinde bir azalma veya
çukur olarak kendini göstermektedir. Bu bölgedeki elektron yoğunluğunda gözlemlenen çukura “Orta Enlem
Elektron Yoğunluğu Çukuru” denmektedir [3-7]. Elektron yoğunluğunda gözlemlenen bu değişimin sebebi
plazmasfer ve manyetosfer arasında manyetik alan çizgilerindeki ani bir azalmadan kaynaklanmaktadır.
Kuramsal olarak bu düşmenin orta enlemlerdeki iyonosferin daha düşük yüksekliklerinde de meydana gelmesi
gerekir. Plazma sınırı modeli ile iyonosferin yaklaşık 550 km’de gözlenen orta enlem elektron yoğunluğu
çukurunun manyetosferik plazma sınırının iyonosfersel izdüşümü olduğu ortaya çıkarılmıştır [6-10]. Bu
çalışmada, 1972-1976’nın Mart ekinoksu civarı için orta enlem foF2 değerlerinin enlemsel olarak nasıl değiştiği
istatistiksel yöntemler kullanılar incelenmiş ve sonuçlar Ariel 3 uydusundan elde edilen elektron yoğunluğu
verileri ile karşılaştırılarak bu yapının foF2 üzerindeki olası izi araştırılmaya çalışılmıştır.
2. Veri ve Analiz Yöntemleri
Bu çalışmada, Güneş’in az aktif olduğu (R<100) 1972-1976 yıllarının Mart ekinoksu civarında (±42 gün) 18:0005:00 yerel zamanları için Sofia (42.7o K, 23.4o D), Bekescsaba (46.7o K, 21.2o D), Kiev (50.5o K, 30.5o D),
Miedzeszyn (52.2o K, 21.2o D), Kaliningrad (54.7o K, 20.6o D), Uppsala (59.8o K, 17.6o D), Lycksele (64.7o K,
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
18,8o D) ve Kiruna (67.8o K, 20.4o D) istasyonlarından alınan foF2 verileri kullanılmıştır. Analizlerde,
jeomanyetik aktivitenin iyonosfer üzerindeki etkisini en aza indirebilmek için KP >2+ olduğu yerel zamanlar için
ölçülen foF2 değerleri kullanılmamıştır. Bu koşullar için alınan saatlik foF2 verileri üçer saatlik (18:00-20:00,
21:00-23:00, 00:00-02:00 ve 03:00-05:00) dört gurp haline getirilip herbir gurp için ortalama foF2 değerleri
hesaplanmıştır. Hesaplanan ortalama foF2 değerleri gerçek verilerden çıkarılarak verilerin ortalama değerden ne
kadar saptığı yani delta foF2 değerleri hesaplanmıştır. Herbir istasyon için elde edilen delta foF2 değerlerinin
histogramları ve mod değerlerinin enleme göre değişimleri çizdirilmiş, böylece delta foF2 değerlerinin enleme
göre nasıl bir yapı ortaya koydukları incelenmeye çalışılmıştır.
3. Bulgular
Şekil 1, hesaplanan delta foF2 değerlerinin histogramlarını göstermektedir. Dağılım sonuçlarından, enlemin
artması ile delta foF2 dağılımının ortalamadan daha büyük bir sapma gösterdiği ve en büyük sapmanın 59,8o K
enleminde bulunan Uppsala istasyonundan alınan foF2 değerlerinde meydana geldiği görülmektedir. Daha
büyük ve daha küçük enlem değerlerinde ise delta foF2 değerlerinin ortalama foF2 değerine yaklaştığı net bir
şekilde görülmektedir.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Şekil 1. 1972-1976 yıllarının Mart ekinosu civarı için 18:00-05:00 yerel zamanları arasında hesaplanan delta
foF2 değerlerinin histogramları. (a): Sofia, (b): Kiev, (c): Kaliningrad, (d): Uppsala, (e): Lycksele, (f): Kiruna.
Tablo 1, 8 istasyonun coğrafik enlem değerlerini ve herbir istasyon için analiz sonucunda elde edilen mod delta
foF2 değerlerini, Şekil 2.(a) ise bu mod değerlerinin enleme göre değişimi göstermektedir. Dağılımda olduğu
gibi en büyük mod değerini Uppsala istasyonunda aldığı görülmektedir. Artan ve azalan enlem değerleri için ise
mod değerleri sıfıra yaklaşmaktadır.
Tablo 1. 8 istasyonun coğrafik enlemleri ve mod delta foF2 değerleri.
Coğrafik
o
Enlem ( K)
Mod
Delta foF2
Sofia
Bekescsaba
Kiev
Miedzeszyn
Kaliningrad
Uppsala
Lycksele
Kiruna
42,7
46,7
50,5
52,2
54,7
59,8
64,7
67,8
-0,2
-0,3
-0,5
-0,65
-0,8
-1,1
-0,5
-0,3
Şekil 2. (b), Ariel-3 uydusunun 1972 yılı için Mart ekinoksu civarında yaklaşık 550 km yükseklikte ölçtüğü
elektron yoğunluğu değerlerinin manyetik enleme göre değişimini göstermektedir. Şekilden özellikle gece
saatlerinde elektron yoğunluğunun enlem değerinin artması ile azaldığı ve en küçük değerine yaklaşık 60o K
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
enlemi civarında ulaştığı görülmektedir. Daha büyük enlem değerlerinde ise elektron yoğunluğunun yeniden
arttığı görülmektedir.
Şekil 2. (a): 1972-1976 yıllarındaki Mart ekinosu civarı için 18:00-05:00 yerel zamanları arasında hesaplanan
delta foF2’nin mod değerlerinin enlemle değişimi, (b): Ariel-3 uydusunun 1972 yılı için Mart ekinoksu civarında yaklaşık 550 km yükseklikte ölçtüğü elektron yoğunluğu değerlerinin manyetik enlemle değişimi [6].
4. Sonuçlar
Analizlerden elde edilen delta foF2 ve mod değerlerinin enleme göre gösterdikleri bu değişim, foF2’nin
ölçüldüğü yükseklikteki elektron yoğunluğunun enlemin artması ile azaldığını, elektron yoğunluğundaki en
büyük azalmanın Uppsala istasyonu üzerinde meydana geldiğini göstermektedir. Artan enlem değeri ile de
medyan ve mod değerlerinin 0’a yaklaşması, elektron yoğunluğunun yeniden 5 yıllık ortalama değerine
yaklaşmasının sonucunda meydana gelmektedir. Güneş’in ve jeomanyetik aktivitenin en az etkili olduğu foF2
değerlerinde enleme göre gözlemlenen bu anormal değişim, Ariel-3 uydusunun aynı dönem için yaklaşık 550 km
de ölçtüğü elektron yoğunluğunun enleme göre gösterdiği değişim ile büyük oranda benzerlik göstermektedir.
Farklı iki yükseklik için elektron yoğunluğunun enleme göre gösterdiği benzer yapı, 550 km de tespit edilen
elektron yoğunluğundaki azalmanın etkisini, foF2’nin ölçüldüğü yüksekliklerde de göstermesi ile açıklanabilir.
Bu durum, 550 km yükseklikteki manyetosferik plazma sınırı olarak adlandırılan manyetik yapının daha düşük
yüksekliklere kadar etkili olduğunu ve şeklini koruduğunu göstermektedir.
Kaynaklar
[1]. Rishbeth H. ve Garriott O. K., “Introduction to ionospheric physics”, Academic Press, New York, s:250251, 1969.
[2]. Prölss G. W., “Physics of the earth’s space environment”, Springer Berlin Heidelberg, New York, s:349365, 2003.
[3]. Sharp G. W., “Mid-latitude trough in the night ionosphere”, J. Geophys. Res., 71, s:1345-1356, 1966.
[4]. Tulunay K. Y. ve Sayers J., “Characteristics of mid-latitude trough as determined by the electron density
experiments on Ariel-3”, J. Atmosph. Terr. Phys., 33, s:1737-1761, 1971.
[5]. Grebowsky J. M., Maynard N. C., Tulunay K. Y. ve Lanzerotti L. J., “Coincident observations of
ionospheric troughs and the equatorial plasma-pause”, Planet. Space Sci., 24, s: 1177-1185, 1976.
[6]. Tulunay K. Y., “Global electron density distributions from the Ariel 3 satellite at mid-latitudes during quiet
magnetic periods”, J. Atmosph. Terr. Phys., 35, s:233-254, 1973.
[7]. Rothkaehl H., Stanislawska I., Leitinger R., Tulunay K. Y., “Application of a trough model for
telecommunication purposes”, Physics and Chemistry of the Earth, 25:4, 315-318, 2000.
[8]. Tulunay K. Y., “The Topside Ionosphere as Observed by the Satellite Ariel 3”, Doktora Tezi, Birmingham
Üniversitesi, Uzay Araştırmaları Bölümü, İngiltere, 1972.
[9]. Tulunay K. Y., “Ariel 4 Uydusuyla Elde Edilen Elektron Yoğunluğu Çukurunun 07 00 ve 21 00 Yerel
Saatlerinde İncelenmesi” Doçentlik Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen ve Edebiyat Fakültesi, Ankara,
1977.
[10]. Tulunay K. Y., Stanislawska I., Rothkaehl H., “Revisiting the Ariel trough work for HF telecommunication
purposes”, Cosmic Research Journal, 41:4, s:1-13, 2003.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Download Report