Forecasting of the ionospheric critical frequency for HF propagation

Abstract

Güneşteki etkinliğin magnetosfer dinamiği üzerine etkisi vardır. Bu etki iyonosferdeki plazma yoğunluğunuda etkiler. Plazma yoğunluğundaki değişimleri niceliksel olarak değerlendirmek, hem bilimsel olarak hemde çeşitli uygulamalar için çok önem taşır. İyonosferdeki değişkenliğin tayinindeki pratik yöntemlerden biriside iyonosferin kritik frekansım (foF2) kantitatif olarak saptamaktır. İyonosfer plazması radyo dalgalan ile etkileşerek onların dalga parametrelerini değiştirir. Bu nedenlerle yere yakın uzaydaki Güneş tesirli değişiklikleri ve uydudan uyduya haberleşmeleri çalışmak için yazılım ve algoritmaların geliştirilmesi ve izlenmesi, haberleşme sistemlerinin planlanması ve çalıştırılması için kritik bir öneme sahiptir. Bu sebeplerle foF2 değerlerini tahmin etmenin birçok bilimsel ve teknolojik çalışmalar ve uygulamalar için kazanım olduğu ispat edilmiştir. Bu çalışmanın amacı "Geribesleme Yöntemi" kullanıp, gözlenen foF2 değerlerinin aylık medyan değerlerini temel alarak iyonosferik fof2 değerlerini bir saat önceden tahmin etmektir. Veriler onüç Avrupa İyonosferik İstasyonlarından 1958 ile 1998 tarihleri arasım kapsayacak şekilde elde edilmiştir. Biz aylık medyan değerlerinden sapma olarak, saatlik değerlerin tahminlerine Geribesleme Yöntemini uyguladık. Aylık veri örnekleri için optimal geribesleme sabiti hatanın Lanorm'unu minimize ederek elde edildi. Optimal geribesleme katsayısının Rn'ye, boylama ve aylara olan bağlılığı bir tablo olarak sunulmuştur.

Solar activity has got an impact on magnetospheric dynamics, which in turn influences the plasma density in the ionosphere. It is important to quantity the plasma density variability for both scientific and practical purposes. One of the practical methods for determining the ionospheric variability is to quantify the ionospheric critical frequency foF2. The ionospheric plasma interacts with the radio waves and modifies wave parameters. Therefore, monitoring and development of algoritms and software are to treat the solar induced disturbances in the Earth-Space and satellite-to-satellite communications. This is one of the crucial importance in the planning and operation of communication systems. Therefore, forecasting foF2 values may prove beneficial for many scientific and technological studies and applications. The objective of this work is to forecast the ionospheric foF2 values one hour in advance on the basis of the monthly median values of the observed foF2 values by using the "Feedback Method". The data obtained from thirteen European ionospheric stations covered the period between 1958 and 1998 are used. We applied the feedback method to forecast the hourly values, as a deviation from monthly medians. The optimal feedback constant for monthly samples of data was obtained by minimizing the L2-norm of the error. The dependency of the optimal feedback coefficient on Ri2, on the latitude and, on the month is presented in a look up table.