عنوان پایان‌نامه
اعتبارسنجی مدل های یونسفری IRI۲۰۰۷ و IRI۲۰۰۷ در منطقه تهران با استفاده از داده های پایگاه یونسفری موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران در سال های ۱۳۸۵ و ۱۳۸۶
- رشته تحصیلی
- هواشناسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50190;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 705
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۰
- استاد راهنما
- احمد رایین, سرمد قادر
- دانشجو
- خلیل کرمی
- چکیده
- آگاهی از نحوه توزیع و تغییرات الکترون در لایه F2 یونسفر در مطالعه طوفان‌های خورشیدی و همچنین برآورد و تصحیح تاخیر انتشار یونسفری موثر بر ارتباطات راه دور، دارای اهمیت فراوان می‌باشد. برای برقراری ارتباطات مطمئن و بدون نویز با ماهواره‌ها و همچنین ارتباطات رادیویی زمینی، ضروری است که فرکانس بحرانی و همچنین چگالی الکترونی بیشینه لایه F2 یونسفر مشخص شود. هنچنین ارتفاع بیشینه لایه F2 یونسفر اطلاعاتی مفیدی در رابطه با بادهای نصف‌النهاری که در یونسفر و ترموسفر (گرم‌سپهر) می‌وزند به¬دست می‌دهد. همچنین این پارامتر در اجرای مدلهای گردش کلی گرم‌سپهر از پارامترهای اساسی است. بعلاوه برهمکنش بین یک سیگنال رادیویی و ذرات باردار در محیط یونسفر می‌تواند منجر به تغییر قابل توجهی در دامنه، فاز، قطبش و چرخش فاراده در سیگنال حامل شود که مقادیر این تغییرات تابعی از محتوای الکترون کلی یونسفر است. در این پژوهش فرکانس بحرانی، چگالی الکترونی و ارتفاع بیشینه لایه F2 یونسفری از تابستان 1385 تا تابستان 1386 و محتوای کلی الکترون یونسفر در چهار روز از فصل های مختلف سال در منطقه تهران در همان بازه زمانی مورد بررسی قرار می‌گیرد و نتایج آن با خروجی مدلهای IRI-2007 و IRI-2001 مقایسه می¬گردد. در این بازه زمانی شدت فعالیت‌های خورشیدی کمینه می‌باشد. مقایسه نشان می‌دهد که مدلهای یونسفری IRI-2007 و IRI-2001 بخوبی تغییرات زمانی فرکانس بحرانی و چگالی الکترونی و ارتفاع بیشینه لایه F2 را نشان داده¬اند. همچنین این مدل بخوبی بی‌هنجاری نیمه‌سالیانه را پیش‌بینی کرده است که در آن چگالی الکترونی بیشینه لایه F2 یونسفری در اعتدالین بیشتر از فصل تابستان می‌باشد. مقایسه‌ها نشان می‌دهد که هنگام استفاده از مدل¬های IRI-2001 و IRI-2007، زیرروال CCIR نسبت به زیرروال URSI پیش¬بینی بهتری را در منطقه تهران از خود به نمایش می‌‌گذارد. محاسبات نشان می‌دهند که مقادیر ارتفاع بیشینه لایه F2 محاسبه شده از طریق رابطه شیمازاکی (1995) مقادیر بیشتری را نسبت به رابطه بیلیتزا (1979) در هنگام روز نشان می‌دهد، در حالیکه مقادیر ارتفاع بیشینه لایه F2 یونسفری محاسبه شده از طریق این دو رابطه در ساعات شب مقادیر یکسانی را دارند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که حدود دو سوم از محتوای الکترون کلی یونسفر در بخش بالایی یونسفر و حدود یک سوم باقیمانده از محتوای الکترون کلی یونسفر در بخش پایینی یونسفر واقع شده است و تغییرات محتوای الکترون کلی یونسفر در ساعات روز نوسان شدیدی را نشان می‌دهد، در حالیکه در ساعات شب تغییرات کمی را شاهد هستیم. به این ترتیب با توجه به نتایج حاصل، می‌توان از این مدل در بازه‌های زمانی که دسترسی به داده‌های اندازه‌گیری شده امکان‌پذیر نیست، استفاده نمود.
- Abstract
- The outer part of upper atmosphere, ionosphere, where free electrons formed by the solar X-rays and Extreme UltraViolet (EUV) radiation, plays an important role in radio and satellite communication. The knowledge of the critical frequency and maximum electron density of F2 ionospheric layer distribution is crucial for ionospheric storm studies and estimation and correction of propagation delays on telecommunications. In addition, to understand the physics of F2 ionospheric layer and for ionospheric radio-wave propagation studies, accurate values of peak height of F2 ionospheric layer (hmF2) are needed. Peak height of F2 ionospheric layer is most important parameter after peak density in high frequency (HF) propagation prediction. Diurnal variation of hmF2 is controlled by solar radiation and thermospheric wind. Thermospheric winds can cause a pressure to change the ionosphere to different altitude. Therefore, hmF2 is a key parameter in studying of ionospheric dynamics. In addition, interaction between radio waves and charged particles of the ionospheric plasma can cause significant changes in phase, amplitude and polarization of navigation signals. All of these changes depend on the value of total electron content (TEC) in the ionosphere. In the present work values of critical frequency of F2 ionospheric layer(foF2), peak electron density (NmF2), height of F2 ionospheric layer (hmF2) and total electron content(TEC) of ionosphere over Tehran region at a low solar activity period are compared with the predictions of the International Reference Ionosphere models (IRI-2001 and IRI-2007). Data measured by a digital ionosonde at the ionospheric station of the Institute of Geophysics, University of Tehran from July 2006 to June 2007 are used to perform the calculations. Formulations proposed by Shimazaki (1955) and Bilitza et al. (1979) are utilized to calculate the hmF2. The International Union of Radio Science (URSI) and International Radio Consultative Committee (CCIR) options are employed to run the IRI-2001 and IRI-2007 models. Results show that both IRI-2007 and IRI-2001 can successfully predict the NmF2 and hmF2 over Tehran region. In addition, the study shows that predictions of IRI-2007 model with CCIR coefficient have closer values to the observations. Furthermore, it is found that the monthly average of the percentage deviation between the IRI models predictions and the values of hmF2 and NmF2 parameters are less than 10% and 21%, respectively. This result shows that IRI-2007 and IRI-2001 have been able to predict ionospheric parameters correctly. Therefore, the IRI-2007 and IRI-2001 predictions can be used for cases in which the observed data are missing.
