Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Seçil KARATAY (Kastamonu University, Faculty of Engineering, Department of Electrical and Electronic, Kastamonu/Turkey)
Yerbilimleri
6 1
Yıl: 2018 Cilt: 39 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 117 - 130 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 14-06-2019

Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Öz:
er’in iyonküresi, uzay-havası incelemelerinde önemli bir etkendir ve bu nedenle iyonkürenin değişkenliğinin incelenmesi, başta iyonküre fiziği ve radyo iletişimi olmak üzere birçok alanda önemlidir. İyonküreyi karakterize eden temel parametreler, yükseklik, enlem, boylam, jeomanyetik işleklik, güneş işlekliği ve sismik hareketlilikle değişimler gösteren elektron yoğunluğudur. İyonküreyi karakterize eden bir diğer parametre ise atmosferde bir yol boyunca hesaplanan serbest elektronların miktarına eşit olan Toplam Elektron İçeriğidir (TEİ). TEİ ölçümleri, uzay havasındaki değişimleri ve sismik hareketliliğin iyonkürede yarattığı etkileri sergilemeye olanak sağlar. Bu çalışmada, Türkiye’de konumlanmış Türkiye Ulusal Sabit GPS İstasyonları Ağındaki (TUSAGAAktif) on bir Yerküresel Konumlama Sistemi (YKS) istasyonlarından elde edilen TEİ verileri, Çapraz İlinti Katsayısı (ÇİK), Simetrik Kullback-Leibler Mesafesi (KLD), L2-Normu (L2N) kullanılarak iyonkürenin sakin günlerini, şiddetli jeomanyetik fırtınaların yaşandığı günlerini ve büyüklükleri farklı depremlerin yaşandığı günlerini kapsayan üç dönem için karşılaştırılmıştır. Buna göre, birbirine 340 km mesafe alanında bulunan istasyonlar için KLD ve L2N yönteminin sismik hareketliliği, jeomanyetik bozulmadan ve sakin durumlardan ayırabildiği gözlenmiştir. Her bir istasyonun üç dönem için elde edilen TEİ değerleri, ÇİK, KLD ve L2N yöntemleri kullanılarak ortalama sakin bir günde elde edilen TEİ değeriyle karşılaştırıldığında sadece KLD ve L2N yöntemlerinin deprem merkezine en fazla 150 km uzaklıkta olan istasyonlar için sismik hareketliliğin neden olduğu bozulmayı seçebildiği görülmüştür.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Jeoloji

The Analysis of the Effects of the Earthquakes in the Ionosphere over Turkey

Öz:
Earth’s ionosphere is a dominant factor in space weather and the variability of the ionosphere is important for the ionospheric physics and radio communications. The characterizing property of the ionosphere is the electron density distribution that shows variation as a function of height, latitude, longitude, and geomagnetic, solar and seismic activities. An important measurable quantity about the electron density is the Total Electron Content (TEC), which is proportional to the total number of electrons on a line crossing the atmosphere. In this study, TEC obtained for eleven Turkish National Permanent GPS Network (TNPGN-Active) Global Positioning System (GPS) stations located in Turkey are compared with each other using the Cross Correlation Coefficient (CCC), Symmetric Kullback-Leibler Distance (KLD) and L2-Norm (L2N) for quiet days of the ionosphere, during severe geomagnetic storms, and earthquakes having different magnitudes. It is observed that only KLD and L2N can differentiate the seismic activity from the geomagnetic disturbance and quiet ionosphere if the stations are in a radius of 340 km. When TEC for each station is compared with an average quiet day TEC for all periods using CCC, KLD and L2N, it is observed that, again, only KLD and L2N can distinguish the approaching seismicity for stations that are within 150 km radius to the epicenter.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Jeoloji
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Arikan, F., C. B. Erol and O. Arikan, 2003. Regularized estimation of vertical total electron content from Global Positioning System data. Jour-nal of Geophysical Research-Space Physics, 109(A12), 1469, doi:10.1029/2003JA009605.
  • Arikan, F., Karatay, S., Arikan, O., 2009. Investigati-on of ionospheric disturbance due to strong earthquakes using Total Electron Content. Proceeding of EGU (Europen Geosciences Union), Vienna, Austria, Abstracts, p. 8440.
  • Biqiang, Z., Weixing, W., Libo, L., Tian, M., 2007. Morphology in the Total Electron Content under geomagnetic disturbed conditions: results from global ionosphere maps. Anna-les Geophysicae, 25(7): 1555-1568.
  • Bondur, V., Smirnov, V., 2006. Seismo-ionospheric variations during the earthquake in Pakistan (September 2005) as a precursor of seismic events. IEEE of Advances in Space Tech-nologies International Conference, p. 11-15, doi: 10.1109/ICAST.2006.313788.
  • Bratsolis, E., Sigelle, M., 2003. Kullback-Leibler Di-vergence and Markov Random Fields for speckled image restoration. Signal Proces-sing and Its Applications, 1, 425-428.
  • Chiang, L. H., Braatz, R. D., 2003. Process monitoring using causal map and multivariate statics fault detection and identification. Chemo-metrics and Intelligent Laboratory Systems, 65, 159-178.
  • Chuo, Y.J., Chen, Y.I., Liu, J.Y., Pulinets, S.A., 2001. Ionospheric foF2 variations prior to strong earthquakes in Taiwan area. Advances in Space Research, 27(6), 1305-1310.
  • Cover, T.M., Thomas, A.J., 2006. Elements of Infor-mation Theory. Wiley Inter-Science, New York.
  • Hall, P., 1987. On Kullback-Leibler loss and estima-tion. The Annals of Statistics, 15(4), 1491-1519.
  • Inglada, J., 2003. Change detection on SAR images by using a parametric estimation of the Kull-back-Leibler Divergence. IGARSS, 6(21-25), 4104-4106.
  • IONOLAB, www.ionolab.orgKandilli Rasathanesi, www.koeri.boun.edu.tr.
  • Karatay, S.. Arikan, F. and Arikan, O., 2010. Inves-tigation of TEC Variability due to Seis-mic and Geomagnetic Disturbances in the Ionosphere. Radio Science. 45, 1-12, doi:10.1029/2009RS004313. 1-12.
  • Karatay, S., Cinar, A., Arikan, F., 2017. Ionospheric responses during equinox and solstice peri-ods over Turkey. Advances in Space Rese-arch, 60(9), 1958-1967.
  • Kouris, S.S., Fotiadis, D.N., 2002. Ionospheric vari-ability: a comparative statistical study. Ad-vances in Space Research, 29(6), 977-985.
  • Kouris, S.S., Polimeris, K.V., Cander, L.R., 2006. Specifications of TEC variability. Advances in Space Research, 37(5), 983-1004.
  • Kreyszig, E., 1988. Advanced Engineering Mathema-tics. John Wiley & Sons Inc., New York.
  • Lazo, B., Alazo, K., Rodriguez, M., Calzadilla, A., 2004. TEC variability over Havana for diffe-rent solar activity conditions. Advances in Space Research, 34(9), 2044-2048.
  • Liu, J.Y., Chen, Y.I., Pulinets, S.A., Tsai, Y.B., Chuo, Y.J., 2000. Seismo-ionospheric signatures prior to M≥ 6.0 Taiwan earthquakes. Ge-ophysical Research Letters, 27(19), 3113-3116.
  • Liu, J.Y., Chuo, Y.J., Shan, S.J., Tsai, Y.B., Chen, Y.I., Pulinets, S.A., Yu, S.B., 2004. Pre earthquake ionospheric anomalies registered by continuous GPS TEC mea-surements. Annales Geophysicae, 22(5), 1585-1593.
  • Nayir, H., 2007. Yerküresel Konumlama Sistemi işa-retleri kullanarak iyonküre Toplam Elektron İçeriği Kestirimi. Yüksek Lisans Tezi, Ha-cettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara (Türkçe).
  • Nayir, H., Arikan, F., Arikan, O., Erol, C.B., 2007. Total Electron Content estimation with Reg-Est. Journal of Geophysical Research-Space Physics, 112, A11313.
  • NOAA, http://www.swpc.noaa.gov/ftpmenu/indices/ old_indices
  • Plotkin, V.V., 2003. GPS detection of ionospheric perturbations before the 13 February 2001 El Salvador earthquake. Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 3, 249-253.
  • Pulinets, S.A., 2004. Ionospheric precursors of eart-hquakes; recent advances in theory and practical applications. TAO, 15(3), 413-435.
  • Pulinets, S.A., Gaivoronska, T.B., Contreras L.A., Ciraolo, I., 2004. Correlation analysis tech-nique revealing ionospheric precursors of earthquake. Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 4, 697-702.
  • Pulinets, S.A., Contreas, A.L., Bisiacchi-Giraldi, G., Ciraolo, L., 2005. Total Electron Content va-riations in the ionosphere before the Collima, Mexico earthquake of 21 January 2003. Ge-ofisicia Internacional, 44(4), 369-377.
  • Pulinets, S.A., Kotsarenko, A.N., Ciraolo, L., Pulinets, I.A., 2006. Special case of ionospheric day-to-day variability associated with earthqu-ake preparation. Advances in Space Rese-arch, 39(2007), 970-977.
  • Rached, Z., Alajaji, F., Campbell, L.L., 2004. The Kull-back-Leibler Divergence rate between Mar-kov sources. IEEE Transactions of Informa-tion Theory, 50, 917-923.
  • Rishbeth, H. and Garriot, O.K., 1969. Introduction to Ionospheric Physics. Academic Press, New York.
  • Smirnova E.V., Smirnov, V.M., 2005. Modification of electron density profile about the earthqu-ake epicenter by GPS data. Proceeding of 2nd RAST (Recent Advances in Space Tech-nologies), İstanbul, Turkey, p. 767-771, doi:10.1109/RAST.2005.1512669.
  • Smirnova, E.V., Smirnov, V.M., 2007. Monitoring the earth ionosphere during the earthquake by radio translucence method by GPS data. Proceeding of 3rd RAST (Recent Advances in Space Technologies), İstanbul, Turkey, p. 666-671, doi: 10.1109/RAST.2007.4284076.
  • Space Research Centre, Polish Academy of Sci-ences, http://www.cbk.waw.pl/rwc/idce. html.
  • Trigunait, A., Parrot, M., Pulinets, S.A., Li, F., 2004. Variations of the ionospheric electron den-sity during the Bhuj seismic event. Annales Geophysicae, 22 (12), 4123-4131.
  • USGS, http://earthquake.usgs.gov/regional/world.
  • Vlasov, M., Kelley, M.C., Kil, H., 2003. Analysis of ground-based and satellite observations of F-region behavior during the great mag-netic storm of July 15, 2000. Journal of At-mospheric and Solar Terrestrial Physics, 65, 1223-1234.
  • Weisberg, S., 2005. Applied Linear Regression. John Wiley & Sons. Inc., New York.
  • World Data Center for Geomagnetism, Kyoto, http:// wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/dstdir/.
  • Zhang, D., Xiao, Z., 2000. Study of ionospheric TEC using GPS during the large solar flare burst on November 6, 1997. Chinese Science Bulletin, 45(19), 1749-1752.
  • Zhang, M. L., Shi, J. K., Wang, X., Radicella, S. M., 2004. Ionospheric variability at low latitude station: Hainan, China. Advances in Space Research, 34(9), 1860-1868.
APA KARATAY S (2018). Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. , 117 - 130.
Chicago KARATAY Seçil Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. (2018): 117 - 130.
MLA KARATAY Seçil Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. , 2018, ss.117 - 130.
AMA KARATAY S Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. . 2018; 117 - 130.
Vancouver KARATAY S Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. . 2018; 117 - 130.
IEEE KARATAY S "Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi." , ss.117 - 130, 2018.
ISNAD KARATAY, Seçil. "Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi". (2018), 117-130.
APA KARATAY S (2018). Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Yerbilimleri, 39(2), 117 - 130.
Chicago KARATAY Seçil Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Yerbilimleri 39, no.2 (2018): 117 - 130.
MLA KARATAY Seçil Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Yerbilimleri, vol.39, no.2, 2018, ss.117 - 130.
AMA KARATAY S Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Yerbilimleri. 2018; 39(2): 117 - 130.
Vancouver KARATAY S Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi. Yerbilimleri. 2018; 39(2): 117 - 130.
IEEE KARATAY S "Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi." Yerbilimleri, 39, ss.117 - 130, 2018.
ISNAD KARATAY, Seçil. "Türkiye’de Meydana Gelen Depremlerin İyonküre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi". Yerbilimleri 39/2 (2018), 117-130.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
29-04-2024 10:1

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları