Ionosfæriske scintillasjoner på GNSS-signaler over Dronning Maud Land, Antarktis: statistikk og kasusstudier

• Main Author: Skjæveland, Arnlaug Høgås
• Format: Master Thesis
• Language: Norwegian Bokmål
• Published: 2020
• Subjects: Aurora; Troll; SANAE; GNSS; Scintillasjoner; Sørlys; Antarktis; GPS; Ionosfære; Dronning Maud Land; Faroe Islands; SANAE IV; Troll Station; Antarc*; Antarctica; Antarktis*; Færøyene; sørlys
• Online Access: http://hdl.handle.net/10852/78351; http://urn.nb.no/URN:NBN:no-81461

I denne oppgaven er forekomsten av fasescintillasjoner på GNSS-signaler over deler av Dronning Maud Land i Antarktis kartlagt, ved bruk av scintillasjonsmottakere på Troll stasjonen (geografiske koordinater: 72.0$^\circ$S, 2.5$^\circ$Ø, magnetiske koordinater: 62.8$^\circ$S, 47.8$^\circ$Ø) og SANAE IV (geografiske koordinater: 71.7$^\circ$S, 2.8$^\circ$V, magnetiske koordinater: 62.0$^\circ$S, 45.0$^\circ$Ø). Ionosfæren i dette området er lite studert tidligere, og dette er de første resultatene som presenteres fra det nylig etablerte Troll ionosfæriske observatoriet. Den første delen av oppgaven er en statistisk studie hvor forekomsten av scintillasjoner i 2018 er kartlagt. Hovedfunnet i denne studien er at høye fasescintillasjoner kun forekommer ved høy geomagnetisk aktivitet, forekomsten av scintillasjoner er høyere postmidnatt enn premidnatt og at scintillasjoner forekommer både innenfor og nord for den statistiske auroraovalen. I denne oppgaven er det også gjennomført to kasusstudier, en fra februar 2018 og en fra mars 2018. Kasusstudiene brukte satellittdata fra solvinden, Swarm, DMSP og bakkebaserte instrumenter: scintillasjonsmottakere, magnetometere og Superdarn, fra både den nordlige og sørlige halvkule. Hovedfunnene fra kasusstudiene er at scintillasjoner på Troll og Sanae kan assosieres med partikkelnedbør, sterke vestgående strømmer og høye konveksjonshastigheter. De viste også en hvis symmetri i forekomsten av scintillasjoner, men scintillasjonene var kraftigere og var til stede over en lengre tidsperiode i Antarktis enn på Færøyene. In this thesis maps the occurrence of phase scintillations on GNSS-signals over parts of Dronning Maud Land in Antarctica, with the use of scintillation receivers at Troll Station (geographic coordinates: 72.0S, 2.5E, magnetic coordinates: 62.8S, 47.8E) and SANAE IV (geographic coordinates: 71.7S, 2.8W, magnetic coordinates: 62.0S, 45.0E). There are few previous studies of the ionosphere in this area; this is the first time results from the newly established Troll Ionospheric Observatory are presented. The first part of this thesis is a statistical study where the occurrence of phase scintillation in year 2018 is mapped. The main findings are that strong scintillations only occur during high geomagnetic activity, the occurrence is higher post-midnight than pre-midnight and that scintillations occur both in and north of the aurora oval. Two case studies are carried out in the thesis, one from February 2018 and one from March 2018. The case studies use satellite data from the solar wind, Swarm and DMSP, and ground based instruments: scintillations receiver, magnetometer and Superdarn, from both the northern and southern hemisphere. The main findings from the case studies are that scintillations at Troll and Sanae can be associated with particle precipitation, strong westbound currents and high convection velocities. They also show some symmetry in the occurrence of scintillations, although the scintillations were stronger and present for longer time periods in Antarctica than at the Faroe Islands.