Multi-Instrument- und Multi-Stations-Beobachtungen und Vorhersagen von ionosphärischen Unregelmäßigkeiten in niedrigen und mittleren Breiten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Harald Schuh
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528465161

onosphärische Unregelmäßigkeiten, wie z.B. äquatoriale Plasmablasen (EPB) könnten durch ein verstärktes nach Osten gerichtetes elektrisches Feld, das als Pre-Reversal Enhancement (PRE) bezeichnet wird, oder durch atmosphärische Gravitationswellen induziert werden. Solche ionosphärischen Unregelmäßigkeiten könnten Szintillationen induzieren, die einen Signalverlust und Phasenzyklusverschiebungen beim Empfang von trans-ionosphärischen Radiowellen verursachen. Es wird vorgeschlagen, Systeme mit mehreren Stationen für die Spezifikation der ionosphärischen Szintillation und der äquatorialen Streuung (ESF) und die Vorhersage von Unregelmäßigkeiten in den Regionen niedriger und mittlerer Breiten zu entwickeln. Wir zeigen die Existenz einer Plasmablase unter Verwendung der FS7/COSMIC2-GPS/GLONASS-Radiookkultations-(RO)-Beobachtungen. Wir verifizieren die Breitenausdehnung der verfolgten Plasmablase anhand der Ionogramme des Vertical Incidence Pulsed Ionospheric Radar (VIPIR)-Netzwerks, das sichin Ostasie befindet. Wir diskutieren ferner die räumlichen und zeitlichen Variabilitäten von zweidimensionalen vertikalen Szintillationsindex-VS4-Karten basierend auf gleichzeitigen GPS-Signalmessungen im L1-Band von mehr als 130 bodengestützten Empfängern in Taiwan. Wir betreiben vier softwaredefinierte GPS&SBAS-Empfänger mit hoher Abtastrate in Taiwan und ein kleines GNSS-Netzwerk in Äthiopien und charakterisieren die gezielten Plasmaunregelmäßigkeiten, indem wir Spektrumanalysen der empfangenen Signale durchführen. Darüber hinaus schlagen wir vor, dass eine Abnahme der virtuellen Höhen von ionosphärischen Echos mit fester Frequenz ein guter Vorläufer für Szintillations- und ESF-Ereignisse nach Sonnenuntergang sein könnte. Solche Merkmale können für die Korrelationsanalyse mit Plasmadriften verwendet werden, die vom International Reference Ionosphere (IRI) Modell abgerufen werden, und ebenfalls von den Gravitationswellenaktivität, die von TIMED/SABER-Satellitenmessungen abgeleitet wird, und als Ergebnis soll ein Vorhersagemodell entwickelt werden.Diese Studie wird sich mit neuen Ergebnissen dichter GNSS-RO-Beobachtungen von FS7/COSMIC2 und gemeinsamen bodengestützten Beobachtungen von GPS/GNSS-Empfängern und ionosphärischem Fernerkundungsradar befassen, um die ionosphärischen Unregelmäßigkeiten der Erde in niedrigen und mittleren Breiten genauzu modellieren. vorgeschlagenen Ziele sind: (1) Identifikation der EPB mithilfe von FS7/COSMIC2 GNSS RO-Beobachtungen und dem VIPIR-Netzwerk, (2) Bestimmung globaler großräumiger, regionaler mesoskaliger oder kleinräumiger EPB-Verteilungen unter Verwendung von FS7/COSMIC2 bzw. bodengestütztem GNSS-Netzwerk, (3) Charakterisierung der Intensität, des Ausmaßes und der Bewegung ionosphärischer Unregelmäßigkeiten unter Verwendung von GNSS-Empfängern mit hoher Abtastrate, und (4) Modellieren und Vorhersagen des Auftretens von EPB basierend auf einer Korrelationsanalyse mit Plasmadrift- und Schwerewellenaktivitätsparametern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Taiwan
• Partnerorganisation: National Science and Technology Council (NSTC)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Lung-Chih Tsai