Türkiye üzerinde NeQuick 2 modelinin TEİ performansı

Abstract

Jeomanyetik alan, iyonosfer için hem kalkan hem de elektron yoğunluk düzenlenmesinde etkilidir. Jeomanyetik alanın iyonosfer üzerindeki etkisi, sakin ve fırtınalı günler için farklıdır. Bu çalışmada, 24. Güneş devrinin azalan fazının başlangıcı olan 2015 yılında iyonosferik modellerin performansı üç farklı şiddetli jeomanyetik fırtına dönemi için değerlendirilmiştir. Bu üç fırtına, 2015 yılının 17-18 Mart, 22-23 Haziran ve 20-21 Aralık tarihlerinde meydana gelmiştir ve bunlardan ilki St. Patrick's Günü jeomanyetik fırtınası olarak ifade edilir. Toplam Elektron İçeriği (TEİ) arasındaki ilişki Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) ile ölçülmüş ve NeQuick 2, IRI 2016, IRI Plas (herhangi bir giriş olmadan- "IRI Plas") ve IRI Plas TEİ (TEİ girişi ile "IRI Plas TEİ") ile değerlendirilmiştir. Ankara (39.57 K, 32.53 D), İstanbul (40.58 K, 29.05 D) ve Erzurum (40.39 K, 40.42 D) olmak üzere üç Türkiye IGS istasyonundan elde edilen TEİ değerleri için küresel modeller incelenmiştir. Değerlendirme, Ortalama Mutlak Hata (MAE), Ortalama Kare Hata (RMSE) ve Ortalama Mutlak Yüzde Hata (MAPE) metrikleri ve simetrik Kullback-Leibler Mesafesi (KLD) kullanılarak fırtına öncesi, fırtına sırasında ve fırtına sonrası için ayrı ayrı yapılmıştır. Ampirik modeller arasında IRI Plas TEİ, tüm fırtına süreçleri için genel olarak diğer modellerden daha iyi bulunmuştur. IRI 2016'nın fırtına dönüş aşamasında fırtınanın diğer aşamalarına göre daha doğru tahminler yaptığı ifade edilebilir. NeQuick2 modeli genel olarak abartılı sonuçlar sunduğu ve bu abartının fırtına süresince TEİ değerlerindeki artış kadar olduğu gözlenmektedir.The geomagnetic field acts as both the shield and the electron density regulator for the ionosphere. The effect of the geomagnetic field on the ionosphere can be examined separately for quiet and storm days. In the current study, the performance of the ionospheric models was evaluated for three different severe geomagnetic storms periods during the year of 2015, which was in the beginning of the descending phase of the 24th solar cycle. These three storms occurred during 17-18 March, 22-23 June and 20-21 December of year 2015 in which first one expressed as St. Patrick's Day geomagnetic storm. The relationship between Total Electron Content (TEC) was measured by Global Positioning System (GPS) and evaluated with NeQuick 2, IRI 2016, IRI Plas (without any input- "IRI Plas") and IRI Plas TEC (with TEC input- "IRI Plas TEC") global models at three Turkey IGS station namely Ankara (39.57 N, 32.53 E), Istanbul (40.58 N, 29.05 E) and Erzurum (40.39 N, 40.42 E) investigated. The comparison was made separately for pre-storm, during storm and post-storm by using the Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE) metrics and symmetric Kullback-Leibler Distance (KLD) methods. Among the empirical models, IRI Plas TEC was generally found to be better than other models for all storm processes. It can be stated that IRI 2016 is better in the storm return phase compared to other phases of the storm. It is observed that the NeQuick2 model offers exaggerated results in general and this exaggeration is as much as the increase in TEC values during the storm.