بررسی تاثیرات طوفان ژئومغناطیسی بر اغتشاشات یونسفری با بهره‌گیری از تلفیق مشاهدات سیستم تعیین موقعیت جهانی و داده های ماهواره ای swarm

طوفان‌های ژئومغناطیسی از اصلی ترین عوامل ایجاد اغتشاشات یونسفری در ابعادی متفاوت هستند که بسته به شدت آن‌ها میتوانند تاثیرات مخربی بر سیگنال‌های رادیویی گذرنده از این محیط داشته باشند. طوفان ژئومغناطیسی رخداده در 6 الی 12 سپتامبر سال 2017 بزرگترین طوفان ژئومغناطیسی آن سال بوده که ناشی از فوران‌های پی در پی در تاج خورشیدی است. این پژوهش سعی در شناسایی رفتار اغتشاشات یونسفری در هنگام طوفان ژئومغناطیسی با استفاده از مشاهدات ایستگاه‌های زمینی gnss و استفاده از مشاهدات ماهواره‌های ماموریت swarm جهت شناسایی رفتار قسمت بالایی یونسفر در بازه زمانی طوفان ژئومغناطیسی را دارد. برای این منظور از ایستگاه مشاهداتی gnss واقع در کشور تانزانیا olo3 (-2.75 e, 35.87 n, 1483.00 h) که در ناحیه آنامولی استوایی قرار دارد، استفاده شده است. در کنار مشاهدات گیرنده زمینی gnss از مشاهدات ماهواره‌های swarm در محدوده ایستگاه مشاهداتی زمینی استفاده شده است. در این راستا از مشاهدات vtec ، s4 و roti برای شناسایی اغتشاشات یونسفری دربازه زمانی طوفان ژئومغناطیسی برای گیرنده زمینی و گیرنده gnss ماهواره‌های swarm استفاده شده است. در کنار این مشاهدات، مشاهدات گیرنده langmuir plasma probes ماهواره‌های swarm به منظور مشاهده چگالی الکترونی و نرخ تغییرات آن به کار گرفته شده است. بررسی مشاهدات انجام شده حاکی از این موضوع است که با افزایش اغتشاشات ژئومغناطیسی در روزهای 7 و 8 سپتامبر مقادیر پارامترهای یونسفری حاصل از گیرنده زمینی و داده‌های ماهواره‌های swarm افزایش یافته که نشان دهنده تاثیر طوفان ژئومغناطیسی بر افزایش اغتشاشات یونسفری است. این پژوهش علاوه بر مشاهدات گیرنده زمینی از مشاهدات ماهواره‌های swarm نیز برای شناسایی رفتار اغتشاشات یونسفری در زمان طوفان ژئومغناطیسی بهره می‌گیرد. این مقاله سعی در معرفی و استفاده از ظرفیت این دسته از ماهواره‌ها به عنوان مکمل و یا جایگزینی برای مشاهدات گیرنده‌های زمینی در مناطق صعب العبور و اقیانوس‌ها را دارد.

investigation of the effects of geomagnetic storms on ionospheric irregularities using the combination of ground-based gnss and swarm satellites data

geomagnetic storms are one of the main causes of ionospheric perturbations in different sizes, which  depending on their intensity, they can  disturb the radio signals passing through this medium. on september 6-12, 2017, the sudden storm commencement (ssc) was the most massive geomagnetic storm of the year due to the x9 solar flare caused by a coronal mass ejection (cme). imf-bz and dst values increased when the first ssc occurred at 23:43 on september 6. the second ssc has a more vigorous intensity at 23:00 on september 7 that caused a dramatic increas the other geophysical parameters such as kp and ae. during the second ssc, kp index reached 8, and ae reached 2500 nt. in this research, the ionospheric irregularities over olo3 station (-2.75e,35.87n,1483.00h) located at arusha in tanzania were analyzed using ground-based gnss data and in situ measurements swarm satellites. this procedure was applied to vtec, signal to noise ratio (s4), and rate of tec index (roti) values obtained from ground-based gnss (gb-gnss) and swarm a & c in order to identify ionospheric perturbations during the geomagnetic storm. furthermore, langmuir plasma probes of swarm satellites were implemented to recognize the rate of electron density (rodi). the results show that gb-gnss and swarm satellite geophysical ionospheric parameters increased during september 6-12, that  indicate the effect of the geomagnetic storm on the increase of ionospheric perturbations. this work shows the potential of using space‐based in situ measurement to detect ionospheric irregularities caused by the geomagnetic storm for areas such as oceans and deserts, where ionospheric observations are hardly possible.