Akademik Veri Yönetim Sistemi
9. Ulusal Kutup Bilimleri Sempozyumu ve 5. Kutup Şenliği, İzmir, Türkiye, 5 - 06 Kasım 2025, (Yayınlanmadı)
Dünya iyonosferi, Güneş’ten gelen ultraviyole ve X-ışını fotonlarının üst atmosferdeki gazları iyonize etmesi sonucu oluşmaktadır. Bu bölge, nötr atmosfer ile plazma bileşenlerinin iç içe geçtiği doğal bir plazma tabakasıdır. İyonizasyon gündüz saatlerinde artmakta, gece saatlerinde ise azalmaktadır. Uzaydan ve yeryüzeyinden gelen etkilere açık bir ortam olan iyonosferin Toplam Elektron İçeriği (TEC) birçok faktöre bağlı olarak değişir. TEC’ te meydana gelen bu değişimler, Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) sinyallerinde gecikme, faz kayması ve doğruluk kaybına neden olarak konumlandırma ve haberleşme sistemlerini doğrudan etkilemektedir. Kutup iyonosferi, jeomanyetik alan çizgilerinin açık yapısı nedeniyle güneş rüzgârı parçacıkları ve gezegenler arası manyetik alanın (IMF) etkilerine doğrudan maruz kalmaktadır. Bu nedenle orta ve düşük enlemlere kıyasla çok daha karmaşık plazma dinamiklerine sahiptir. Yüksek enlemler, uzay-hava etkileşimlerinin en yoğun biçimde gözlemlenebildiği bölgelerdir. Dolayısıyla bu bölgeler, hem “uzaya açılan pencere” hem de eşsiz bir doğal laboratuvar niteliği taşımaktadır. Bu bağlamda, Antarktika’daki Horseshoe Adası iyonosferik araştırmalar için önemli bir çalışma alanıdır. Bu çalışmada, 124G057 nolu TÜBİTAK KUTUP 1001 projesi kapsamında yapılması planlanan araştırmaya yönelik bir ön çalışma sunulmaktadır. Bu amaçla, 118Y322 nolu TÜBİTAK KUTUP 1001 projesi kapsamında kurulan sabit jeodezik TUR1 GNSS istasyonundan elde edilen Ocak 2021 verileri kullanılmıştır. Projenin nihai hedefi, 10. Ulusal Antarktika Bilim Seferi sonrasında gerçekleştirilecektir. Bu aşamada düşük bütçeli GNSS alıcılarıyla ölçülen TEC değerleri, bölgede mevcut jeodezik alıcıların (TUR1–TUR2) verileriyle karşılaştırılacak ve performans analizleri yapılacaktır. Antarktika koşulları; aşırı soğuk, yüksek rüzgâr şiddeti ve erişim güçlükleri nedeniyle sürekli gözlem yapmayı önemli ölçüde zorlaştırmaktadır. Bu bağlamda düşük maliyetli GNSS, jeodezik sistemlere alternatif bir çözüm olarak, öne çıkmaktadır. Horseshoe Adası’nda yürütülecek bu TEC araştırmaları, yalnızca kutup iyonosferinin dinamiklerini anlamaya değil, aynı zamanda küresel ölçekte uzay-hava tahmin kapasitesinin geliştirilmesine de katkı sağlayacaktır.
“Bu çalışma, TÜBİTAK kutup 1001 programı kapsamındaki “124G057” ve “118Y322” nolu projeleri tarafından desteklenmiştir.” Projeye verdiği destekten ötürü TÜBİTAK’a teşekkürlerimizi sunarız.
Anahtar Kelimeler: Antarktika, İyonosfer, Toplam Elektron İçeriği, GNSS
The Earth’s ionosphere is formed by the ionization of atmospheric gases in the upper atmosphere due to ultraviolet and X-ray photons emitted from the Sun. This region is a natural plasma layer where neutral atmospheric components and plasma coexist. Ionization increases during the daytime and decreases at night. As an environment exposed to influences from both space and the Earth, the ionosphere’s Total Electron Content (TEC) varies depending on numerous factors. Variations in TEC cause signal delays, phase shifts, and accuracy degradation in Global Navigation Satellite System (GNSS) signals, directly affecting positioning and communication systems. The polar ionosphere, due to the open configuration of geomagnetic field lines, is directly exposed to the impacts of solar wind particles and the interplanetary magnetic field (IMF). Consequently, it exhibits far more complex plasma dynamics compared to mid- and low-latitude regions. High latitudes represent areas where space weather interactions can be most intensely observed, making them both a “window to space” and a unique natural laboratory. In this context, Horseshoe Island in Antarctica serves as an important site for ionospheric research. This study presents a preliminary analysis within the scope of the TÜBİTAK KUTUP 1001 project No. 124G057. For this purpose, GNSS data collected in January 2021 from the permanent geodetic station TUR1 established under the TÜBİTAK KUTUP 1001 project No. 118Y322 were utilized. The ultimate goal of the project will be realized following the 10th National Antarctic Science Expedition. At this stage, TEC values measured by low-cost GNSS receivers will be compared with data from existing geodetic receivers (TUR1–TUR2) in the region, and performance analyses will be carried out. The harsh Antarctic conditions extreme cold, strong winds, and logistical challenges significantly hinder continuous observations. In this regard, low-cost GNSS systems emerge as a potential alternative solution to geodetic-grade instruments. TEC investigations to be conducted on Horseshoe Island will contribute not only to understanding the dynamics of the polar ionosphere but also to enhancing global space-weather forecasting capacity.
“This study was supported by projects numbered “124G057” and “118Y322” within the scope of TÜBİTAK Kutup (Polar) 1001 program.” The authors thanks TUBITAK for their support.
Keywords: Antarctica, Ionosphere, Total Electron Content, GNSS