GİRİŞ:
COST - Bilimsel ve Teknik
Araştırma Alanında Avrupa İşbirliği
(European Co-Operation in the Field of Scientific and Technical Research)
Aksiyonları Çerçevesinde Araştırma Projeleri Destekleme Programı:
Bilimsel ve teknik araştırma ve kalkınma konularında ülkelerin ulusal düzeyde
gerçekleştirdikleri projeler arasında koordinasyonun sağlanması amacıyla Ekim
1971'de 19 Avrupa ülkesi tarafından oluşturulan COST'a ülkemiz kuruluşundan
beri üyedir.
Almanya, Avusturya, Belçika, Bulgaristan, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Estonya, Finlandiya, Fransa, Güney Kıbrıs, Hırvatistan, Hollanda, İngiltere, İrlanda, İspanya, İsveç, İsviçre, İtalya, İzlanda, Letonya, Litvanya, Lüksemburg, Macaristan, Malta, Norveç, Polonya, Portekiz, Romanya, Slovakya, Slovenya, Türkiye ve Yunanistan COST üyesi ülkelerdir. 1989 yılından itibaren başta Orta ve Doğu Avrupa ülkelerinden olmak üzere, COST üyesi olmayan ülkelerden kuruluş ve enstitüler de COST aksiyonlarına katılabilmektedir.
COST çalışmalarını yönlendiren karar organı COST Yüksek Memurlar Komitesi’dir (YMK: Committee of Senior Officials - CSO). COST üyesi ülkelerin bu Komitede birer temsilcisi bulunmaktadır. Teşkilatın Sekreterya görevi Avrupa Birliği (AB) Komisyonu ve Avrupa Konseyi tarafından yürütülmektedir.
COST mekanizmasının dört temel unsuru bulunmaktadır:
Aksiyonlar kapsamında araştırma projeleri ulusal katkılarla finanse edilir.
COST üyelerinin herbiri araştırma aksiyonu önerebilir.
Aksiyonlara katılım zorunlu değil, isteğe bağlıdır. Sadece ilgilenen ülkeler iştirak edebilmektedir (variable geometry).
İşbirliği, ulusal projelerin koordinasyonunu esas alan "concerted action" olarak anılan projeler vasıtasıyla gerçekleştirilir.
COST çerçevesinde gerçekleştirilen aksiyonlar başlıca şu alanları kapsamaktadır: enformatik, telekomünikasyon, ulaştırma, okyanus bilimleri, malzeme, çevre, meteoroloji, tarım ve biyoteknoloji, gıda teknolojisi, sosyal bilimler, tıp araştırmaları, inşaat mühendisliği, kimya, ormancılık ve orman ürünleri, akışkanlar dinamiği, fizik, nanobilim vb. konular.
COST bünyesinde aşağıdaki Teknik Komiteler (Technical Committees) faaliyet göstermektedir :
1- Telekomünikasyon Teknik Komitesi
2- Ulaştırma Teknik Komitesi
3- Sosyal Bilimler Teknik Komitesi
4- Kimya Teknik Komitesi
5- Malzemeler Teknik Komitesi
6- Orman ve Ormancılık Ürünleri Teknik Komitesi
7- Tarım, Gıda Bilimleri ve Biyoteknoloji Teknik Komitesi
8- Meteoroloji Teknik Komitesi
9- İnşaat Mühendisliği Teknik Komitesi
10- Fizik Teknik Komitesi
Ülkeler tarafından önerilen yeni COST aksiyonları ilgili Teknik Komitelerce ve Teknik Komite olmayan alanlarda Yeni Aksiyon Grubu (New Action Group - NAG) tarafından incelendikten sonra COST Yüksek Memurlar Komitesi tarafından görüşülür ve onaylanır. Aksiyonlar, Teknik Komitelere bağlı olarak her bir aksiyon için oluşturulan Yönetim Komiteleri (Management Committees - MC) vasıtasıyla yürütülür.
COST'un genel prosedürü olarak, COST - YMK tarafından onaylandıktan sonra, herhangi bir aksiyonun yürürlüğe girebilmesi için en az beş ülke tarafından imzalanması gerekmektedir. Aksiyon yürürlüğe girdikten sonra katılmak isteyen ülkelerin ilk altı ay içinde aksiyonun Ortak Niyet Beyanını (Memorandum of Understanding - MoU) imzalamaları gerekmektedir. Bu süreden sonra aksiyona katılım, aksiyon Yönetim Komitesinin onayına bağlı olmaktadır.
Türkiye'de COST Programına ilişkin faaliyetler TÜBİTAK'ın koordinatörlüğünde yürütülmektedir. TÜBİTAK ile Brüksel'deki COST Sekreteryası arasındaki ilişkiler Dışişleri Bakanlığı aracılığı ile sağlanmaktadır. Türkiye'de COST Programı çerçevesinde ele alınacak projelerin bir bütünlük içinde ve amaçlarına uygun şekilde yürütülmelerinin temini için 1991 yılı başında kurulmuş olan "COST Projeleri Ulusal Yürütme Komitesi" TÜBİTAK, Dışişleri Bakanlığı ve Devlet Planlama Teşkilatı yetkilileri ile COST Üst Düzey Türkiye Temsilcisinden oluşmaktadır.
COST proje önerileri, TÜBİTAK Başkanlığı’nın ilgili TÜBİTAK Araştırma Grubu’ndan alacağı bilimsel görüş doğrultusunda COST Projeleri Ulusal Yürütme Komitesi’nce incelenerek projenin kabul edilip edilmeyeceğine, destek talep edilmişse destek verilip verilmeyeceğine karar verilir.
● Yukarı atmosferin yersel ve yer-uzay iletişimine etkisini anlamak , yukarı atmosfer ortamını kullanan yersel ve yer-uzay iletişim sistemlerini ve bu sistemlerin COST 271 aksiyonundaki etkin kullanımını kavramak amacıyla yersel ve yer-uzay iletişimine kısaca değinelim.
BÖLÜM-1:Yersel ve Yer Uzay İletişimi Temelleri:
1.1-Radyo Dağılımı
Seçilen
bant genişliğine bağlı olarak dağılımın karakteristikleri çok değişkendir.
Genel olarak, bir antenden her hangi bir sinyal yayınlandığında, sinyal
Sekil-1.1 de görüldüğü gibi dünyanın yuvarlaklığına uygun olarak çevresine
yayılır. Dalganın ulaşabileceği mesafe, dağılımı gerçekleştiren aygıtın güç
üretme miktarının bir fonksiyonu olarak gerçekleşir.
Şekil-1.1: Sinyaller Dünya
Etrafında Yayılması
Yüksek frekans (High Frequency-HF)
bandının dalgaları kolaylıkla emilir ve gücü kısa sürede düşer. Bununla beraber
ışınlanmış enerji atmosfere girerek yaklaşık 65 ile 480 km. bir mesafe
alabilir. Atmosferde radyo dalgaları pek çok açılarda yansır ve dünyaya tekrar
döner. Şekil-1.2 de görüldüğü gibi bu tip iletişim radyo sinyallerinin çok az
bir güçle, iletimini olanaklı kılar.
Şekil-1.2: Yüksek
Frekansın Atmosferde Yansıması
Çok yüksek frekansta (Very High
Frequency-VHF) sinyaller düz olarak iletilir ve bunlara LOS sinyalleri adı
verilir.
Şekil-1.3: VHF İletimi
Şekil-1.3 de görüldüğü gibi bu
iletimde sinyallerin bir kısmı dünya yüzeyinden yansıyabilir ve dikkat edilmez
ise sinyal karışıklığına neden olabilir. Ancak yansıyan bu sinyaller LOS
sinyallerinden daha sonra alıcıya ulaştığından, alıcı tarafından devre dışı
bırakılır. Bu nedenle gerek alıcı ve gerekse gönderici ortamlar bu tip iletimde
çok önemlidirler.
Fevkalade yüksek frekans (Ultra High
Frequency-UHF) Bantta en belirgin
olanlar mikro dalga sinyalleridir. Bugünün mikro dalga sistemlerinde,
yüksek-geniş frekanslar, noktadan noktaya iletimde kullanılır. Pek çok iletişim
kanalları birlikte çoklanırlar ve taşıyıcıya aktarılırlar. PTT’lerde telefon
konuşmaları genellikle mikro dalga sistemleri üzerinden taşınır.
Mikro dalga sistemlerde iki set
frekansa gereksinim vardır; alma frekansı, gönderme frekansı. Frekans
yelpazesinin en alt bantları (LF,HF), bir grup dinlerken diğer grubun
konuşmasına olanak sağlayan tekli frekans üstünden tek-yön değiştirme iletimi
için kullanılır. Eğer her iki parti ayni anda konuşmaya başlarsa karışma nedeni
ile iletişim gerçekleşmez. Bu koşullarda radyonun etken bir şekilde
kullanılması için özel iletim protokolları gerekmektedir.
1.2-Uydu Radyo İletişimi
Telefon sistemleri gelişmeye devam
edince bilgilerin daha uzun mesafelere iletimi gereksinimi ortaya çıktı ve
bunun sonucu yeni radyo-temelli sistemler doğdu.
İlk uydular bugünküne oranla daha
hafifti ve elipsoyit bir şekil çizerek dünya etrafında dönüyordu. Uydunun
yüksekliğine ve çizdiği yola bağlı olarak dünya etrafındaki bir turu yaklaşık
iki saati alıyordu. Bu nedenle dünya yüzeyindeki istasyondaki radyo ekipmanı
ancak uydu göründüğünde, yani kısıntılı bir sürede aktif olabiliyor ve iletişim
sağlayabiliyordu. Bu durumda kesintinin iletim için çok sayıda uyduya
gereksinim oluyordu ki, bu da ekonomik olarak olanaksızdı. Bu durumda uydunun
ekvator etrafında dönmesine ve yüksekliğinin 22.300 mil(yaklaşık 35.800 km)
olmasına karar verildi.
Bu yükseklikte dünya yüzeyin görüş
alanı yaklaşık, dünyanın 1/3 nü kaplıyordu. Böylece 3 uydu tüm dünyayı
kapsayabiliyordu. Başka bir deyişle tek bir uydu sadece güney ve kuzey
Amerika’yı kapsayabiliyordu.
Uydu iletişimi çok uzun ve okyanus
aşımı ülkeler arası iletişimde geniş bir şekilde kullanıldı. Ancak uydu
iletişimi mikro dalga ve fiber optiklere kıyasla çok giderli bir iletişim
durumundadır. Bu nedenle bu iletişimden ne zamana kadar ve ne oranda
yararlanılacağı hakkında kesin bir hüküm vermek olanaksızdır.
1.3-Uydu Frekans Bantları:
Bu amaçla
belirlenmiş üç adet bant mevcuttur: C bandı, Ku bandı ve Ka bandı. Günümüzde en
çok kullanılanları C bandı ve Ku bandıdır. C bandı uydu iletimi 4-8 GHz arası; Ku bandı 11-17 GHz arası ve Ka
bandı da 20-30 GHz arasını kapsar.
Dalgaları en
başta anlatmaya çalışırken, ilgili özelliklerinden de bahsetmeye çalışmıştık.
Bu çerçeve içerisinde, Ku bandındaki iletişim için, C bandında gereken anten
çapından daha küçük çaplı anten yeterlidir. Aynı biçimde Ka bandındaki iletişim
için de Ku bandında gereken anten çapından daha küçük bir çap yeterli
olacaktır. Bunlar tamamen yayılan dalganın taşıdığı enerji ve dalga boyu ile
ters orantılı olan değişkelerdir.
1.4-GEO (Geosynchronous Earth Orbit Satellites) Uyduları:
Bu uydular, yeryüzünden 35.800 Km.
(22.300 mil) kadar yukarıda konumlanmıştır. Bu sebeple yörünge etrafındaki bir
tam dönüşümleri neredeyse 24 saate eş bir süredir. Bu, bize hareketli olan
uydunun sabit bir uzay istasyonu gibi davranmasını sağlar. Bu yüzden, bu uydu aracılığı ile haberleşen
yer istasyonları gereken anten donanımını bir kere kurduktan bir daha başka
yere taşımaya gereksinim duymazlar
Şekil-1.4:Geosynchrous
Orbit Görünümü
1.5-MEO (Mid-Earth Orbit Satellites) Uyduları:
Bu tür uydular ise yer yüzeyinden 8000 mil kadar yukarıda
yörüngeye oturmuşlardır. Yere yakınlığı göreceli olarak fazla olduğundan iletim
gecikmeleri de azdır. GEO 0.25 saniyelik
RTT’ye (Round-Trip-Time) sahip iken
MEO 2 GHz’de 0.1 saniyelik bir RTT’ye sahiptir
1.6-LEO (Low-Earth Orbit Satellites) Uyduları
Bu uydular
üçe ayrılırlar; Küçük, büyük ve Mega LEO’lar. Yerden yaklaşık 500-1000 mil
kadar yukarıdadırlar. Biraz önce
bahsetmeye çalıştığımız yere yakınlık konusu nedeniyle en az RTT’ye
sahiptirler. Yine yere yakınlıkları ve yüksek titreşim oranları sebebiyle
ayrıntılı anten donanımına gerek duymazlar . Küçük LEO uydusu 800 MHz’de
işlerken, büyük LEO 2 GHz ve Mega LEO 20-30 GHz’de işler. Mega LEO’nun kullanımı daha çok yüksek veri
taşıma sığası gerektiren gerçek zamanlı uygulamalarda, video gibi gecikmeye pek
dayanamayan uygulamalarda karşımıza çıkar.
1.7-Yörünge Yuvaları (Orbital Slots):
Özellikle
kapsama alanı sorunu ve rekabet yüzünden dünya’nın çevresi birçok uyduyla
doludur. Bu kadar çok uydunun çakışmaması ve düzenli bir şekilde izlemesi için
ITU ve FCC, uydu konumlarını belirleme yetkisine sahiptir. Bu haberleşme
türünün geniş ölçüde istek görmesi yüzünden uydular 2 derecelik aralıklarla
yörüngeye yerleştirilme izni alabilmektedirler.
1.8-Haberleşme:
Uydu
haberleşmesinde temel olarak özel antenler, alıcılar ve vericiler bulunur. Tüm
alt donanımlar yüksek güvenilirlikte ve düşük ağırlıktadır. Uyduları izleyebilmek için özel
yönlendiricili sistemler de bulundurulmaktadır.
Sisteme yer
istasyonu tarafından bakarsak, kullanılacak çanaklar; gelen dalgaları düzgün
biçimde toplayabilme özelliğinin yanı sıra merkezden gelen işaretleri
yansıtabilme özelliği de içermektedirler.
Yine sisteme
uydu istasyonundan bakacak olursak; uydular gelen işaretlerin dönüşünü
tetikleyecek veya gelen işaretlerde bozulma olduğunu anlayabilip,
düzeltebilecek mekanizmalarla donatılmıştırlar.
Bunlar
çerçevesinde, duruma genel olarak bakarsak, ilk bakışta Iridyum teknolojisinin
hücresel sistemleri yok edeceği akla gelebilir. Ancak temelde durum bundan
biraz daha farklıdır. Hatta tam aksine uzmanlar bu iki teknolojinin birbirini
tamamlayacağını düşünmektedirler. Çünkü
bu geniş bantlı uydu alt yapılarına sahip olmayan birçok bölge vardır ve bu
yüzden bir birini tamamlanmaları söz konusudur.
1.9- LEO ile GEO’nin
karşılaştırılması:
Bunu iki ana
başlıkta incelemek gerekmektedir. İlki bant genişliği; ikincisi de gecikme. GEO
uydularının yer yüzeyinden önceden belirtmeye çalıştığımız gibi uzaklığına
bağlı olarak sabit bir istasyon görünümünde olmasına karşın 0.25 saniyelik bir
gecikme ile aktarım yapabildiğini de söylemeye çalışmıştık. Bu durumun bir
telefon görüşmesinde yol açacağı durumlar göz önüne alındığında etkinlik
hususunun bir kez daha gözden geçirilmesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Aslında
örnek olan telefon konuşmasını genel hale çevirirsek, GEO’nun etkileşimli
herhangi bir iletişimde pek de iyi olmadığı ortaya çıkar.
Bu sorunu
uyduların oturdukları yörüngeleri yer yüzeyine yaklaştırmak suretiyle çözmek
gerçekten olasıdır. Bunlara örnek olarak Teledesic, Skybridge ve Celestri
verilebilir. Daha önce de bahsetmeye çalıştığımız üzere LEO’larda yapılmak
istenen budur ve sonucunda 0.1 saniyelik RTT elde edilmektedir. Geometrik
olarak da düşünüldüğünde yakınlaşan uydular için bu sefer de kapsama alanı
sorunu ortaya çıkmaktadır. Bunu sağlamak adına yörüngeye daha fazla uydu
yerleştirmek gerekir ama bunun da getireceği parasal yük hesaba katılmalıdır.
Mali sorun
aşılmış olup, yeterli derecede uydu sağlanırsa bu sefer de uzayda kaplanan
“çöplük” sorunu ortaya çıkmaktadır. Bu da uzmanları düşündüren bir diğer
sorundur.
LEO yüksek
hızlı ağ işlemleri, telekonferans, uzaktan tıp eğitimi ve etkileşimli
işlemlerde seçim nedeni iken; GEO’lar ise daha çok bilgi kaydetme ve yayım gibi
işlemlerde uygundur. GEO’larla bugünkü teknoloji ile en azından 24 Mbps’lik IP
verisinin yayımlanması ve 2 Mbps’nin üzerinde noktadan noktaya olan TCP/IP
verisi taşınabilmesi olasıdır (TCP
spoofing). Bu teknikle bazı hizmet
sağlayıcılar Internet ve Intranet’i yüksek hızda iletmede kullanmaktadır.
Kaybın olmadığı protokoller bile bu kadar gecikmede sorun yaşayabilmektedir.
Son dönemde Motorola şirketi tarafından düşünülen bir yaklaşım da A.B.D.
üstünde LEO ile GEO’yu birbirine bağdaştıracak uydu sistemi gündemdedir. Bu
düşüncenin arkasında, oluşturulacak melez yapı sayesinde LEO’nun yüksek hızı
ile etkileşimli işlemler yapılırken GEO’nun yayım konusunda sahip olduğu gücü
birleştirmek ve uydudan uyduya bağlantı sağlayabilmektir.
1.10-Uydu Öznitelikleri
Diğer tüm
sistemlerde olduğu gibi uydu sistemlerinin de üç temel özelliği üstünde
durulmalıdır:
·
Gecikme (latency),
·
Gürültü (noise),
·
Kısıtlı bant genişliği.
Bu üç temel
ölçüt içinde gecikme şu an için ve
gelecekte de en ön sırada olacak olanıdır diyebiliriz. Tersten gidecek olursak,
gürültü, kullanılan sayısal
yöntemlerdeki hata algılama ve düzeltme yöntemlerince çözülebilecek bir
maddedir. Kısıtlı bant genişliği ise şu anda pek de sorun çıkarmamakta ama
ileride fiyatların düşmesi ve isteklerin çok çok daha artması ile ortaya
çıkabilecek arka planda duran maddedir. Ama gecikme tamamen uydunun ve
yörüngenin mimarisi ile ilgili olduğundan en önce düşünülmesi gereken ve
ivediliği en fazla olan madde olarak karşımıza çıkar.
Şimdi bunları daha ayrıntılı biçimde
incelemeye çalışalım;
Sistemin
sahip olduğu gecikmenin dalganın yayılım hızına ve buna bağımlı olarak geçerli
yüksekliğe bağlı olduğunu söylemiştik. GEO’lar için konuşursak; 250
milisaniyelik bir gecikme yani en azından da 500 milisaniyelik bir RTT vardır.
Ama buna ağlar arası istasyonlardaki geçiş gecikmeleri de eklenirse gerçekten
önemli bir gecikme zaman dilimi oluşur. GEO’nun mesafe üstünlüğü kapsama alanı
olarak karşımıza çıkar. Bunun gibi durumlar da gecikmeyi etkileyecek
ayrıntılardır.
Yayılan
dalganın dolaştığı mesafenin büyüklüğünün karesi ile ters orantılı biçimde
dalganın gücü azalır. Uyduların konumları düşünüldüğünde işaretler alıcıya
ulaşana dek oldukça zayıf hale gelirler. Bu da “düşük işaret gürültü” (low signal-to-noise) oranına yaklaşır.
Ama hata denetim kodlaması ile gürültünün üstesinden gelinebilir ve düzgün
yöntemlerle hata payı fiberdeki pürüzsüzlüğe yaklaştırılabilir.
Bant
genişliği de bilindiği üzere doğal olarak kısıtlı bir kaynaktır. Bir de buna
yasal uygulamalar eklenince çerçeve iyice daralmaktadır. Ayrıca sistemlerin
bant genişliğinin atanmasında adil olabilmesi için ayrıca bir gayret
gösterilmesi de gerekir. Bu yüzden
gelecekte, kaynağa göre ve kullanıma göre ölçeklenebilen teknolojiler ön planda
olacaktır.
Uyduların
bahsetmeye çalıştığımız eksiklikleri yanında oldukça önemli özellikleri de
vardır. Özellikle dünya dışı iletişimde sahip oldukları konum itibarı ile
yayımlar için çok büyük üstünlüğe sahiptir. Kablosuz oldukları için coğrafi
bölgelere erişimde pek zorluk yaşanmaz.
1.11-Küresel Konumlandırma Sistemi (Global Positioning System):
A.B.D.’nin
askeri amaçlı olarak geliştirdiği gerçekten çok önemli bir sistemdir. GPS,
genel olarak askeri amaçlı dahi olsa, sonradan da eklenen yeni gelişmelerle,
herhangi bir şeyin yeryüzündeki konumunu oldukça yüksek doğrulukla ve
zamanlamayla belirlemeye yarayan sistem olarak
tanıtılabilir. Bir alıcı aracılığı ile, yeryüzündeki konum, kendisine
ulaşan en az üç uydu işareti ile iki boyutlu olarak elde edilebilir. Daha fazla uydu ile yükseklik bilgisi de edinilip,
oldukça yüksek kesinlikte konum bilgisine ulaşılabilir. Yine diğer
uygulamalarda olduğu gibi güvenlik önemli bir sorun oluşturmaz. Ancak bu önemli
konu, yetkili kullanıcılar tarafından bilinen bir rasgele hata bilgisi üretimi
ile işaretlerin kodlanıp, o şekilde ilgili yerlere ulaştırılması ve bu
kodlanmış bilgilerin sadece yetkili kişiler tarafından çözülüp, işlenmesi ile
ortadan kaldırılmış olur.
Güncel olarak
takip edebildiğimiz gibi, GPS sistemlerine ait aygıtlar oldukça küçültülmüştür
ve maliyet de buna bağlı olarak düşürülmüştür.
GEO
uydularının bahsettiğimiz güçlü yayım özelliği ile Doğrudan Yayım Uyduları (Direct Broadcast
Satellites) genelde TV
yayınlarını ve ek olarak diğer uygulamaları da taşıyabilirler. Bunun dışında
özel olarak tasarlanmış haberleşme uyduları da vardır.
BÖLÜM-2:COST AKSİYON 271
Yukarı Atmosferin Yersel ve
Yer-Uzay İletişimine Etkileri
2.1-TEMEL BİLGİLER:
Yukarı atmosfer modern toplumun yersel ve yer-uzay iletişimi alanındaki başarıları üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.Uzay ortamındaki zıt koşullar,uydu işlemlerinde,iletişiminde ve deniz ulaşımını yönlendiren sistemlerde bozucu etkilere neden olduğu gibi birçok sosyoekonomik kayıplara da yol açmaktadır.Öte yandan yukarı atmosfer gökyüzünde bir yansıtıcı görevi görerek özellikle HF bandında ardışıl yansımalar ile iletişimde etkili olur ve bu suretle uzak mesafe yersel haberleşme sistemleri için bir araç olarak destek oluşturur.Öte yandan özellikle UHF bandının üst kısımlarında yer alan yer-uzay linklerinde, görüngü büyüklüğünü temel iyonizasyona (gecikme etkisi,dağılım,kutuplanma düzlemi dönüşü ve soğurma) ve düzensizliğe (sintilasyon) bağlı olarak artırarak zararlı etkilere yol açar.
Yukarı atmosferdeki radyo dalgası yayılımı kompleks bir fenomendir(görüngü).Ve farklı tip sistemlerde kendini farklı şekillerde gösterir.Örneğin zayıflama seviyesi, düşük seviyeli yersel haberleşme sistemlerinde link kullanılabilirliğinin saptanmasında önem taşırken,zaman gecikmesi seviyesi uydu yön bulma sistemlerinde alan ve konum saptanmasında başlıca önem arz eder.Doğru propagasyon (yayılım) bilgisi tasarımı geliştirmek için önemlidir.Ve birçok modern yersel ve uydu iletişim sistemlerinin yürütülmesi ve işletilmesinde , yukarı atmosfer iletişimindeki artan gereksinimler hesaba katılmalıdır.
Geçen yıllar zarfında doğru tahmin performansı önemli ölçüde artmıştır.Bununla beraber,son zamanlarda önemli ilerlemeler kaydedilmesine rağmen,geri kalan çalışmalar tekniklerin geliştirilmesi ve ilerleme sağlanması amacıyla gelecek dönemde düzenli bir biçimde sürdürülmelidir.Gelecek dönemdeki ilerlemeler için önemli sınırlama ise uzay ortamının değişkenlerinin daha iyi istatistiki bilgilerine olan gereksinimdir.Çalışmalar özellikle iyonosferin üst katmanlarını içeren saat-saat ve gün-gün tahmin kapasitesinin geliştirilmesi doğrultusunda düzenli bir biçimde sürdürülmelidir.Küresel deniz ulaşımını yönlendiren sistemler(GNSS-Global Navigation Satellite Systems) in ilk versiyonları için navigasyon sinyali üzerindeki iyonosferik ve plazmosferik etkilerin bilinmesi bir gereklilikti.Gelişmiş GNSS projeleri için bütün uygun propagasyon (yayılım) etkilerinin tahmini gereklidir.Bu özellikle yardım sistemleri tasarımcılarının kendi simülatör cihazlarını geliştirmeleri için oldukça önemlidir.Gelecek ilerlemeler için önerilen bir başka uygulama ise HF bandı radyo sistemlerinin güvenilirliği ve uygunluğu için hesaplama metodlarının geliştirilmesidir.Özellikle sayısal modülasyon tekniklerini kullanan sistemler ve geri saçılımlı HF bandı radarlar için.Mevcut birçok model kararlı koşulların ortalama değerinin benzetimini yapabilmektedir.Bu sistemler zıt koşulların olasılıklarının eklenmesiyle örneğin düzensizlik etkisini ve plazmosferi kapsayacak şekilde geliştirilmelidir.
COST 238 ve COST 251 faaliyetlerinin her ikisinden elde edilen önemli sonuçlar ile iyonosferik araştırma ve uygulamalar alanında Avrupa çapında önemli sonuçlara ulaşılmıştır.Elde edilen bu temel bilgiler yukarı atmosfer ortamının ve onun yersel iletişim ile deniz ulaşımını yönlendiren sistemleri kapsayan yer-uzay iletişimi üzerindeki etkisinin daha iyi anlaşılması için bir temel oluşturmuştur.
Özellikle Avrupa çapında yukarı atmosferin yapısının daha iyi bir şekilde açıklanması ve üst katmanların değişiminin yer-uzay sistemlerinin geliştirilmesinin yeni aşamalarında hesaba katılması gereklidir.Böyle bir tanımlama deniz ulaşımını yönlendiren sitemleri ve LEO ile MEO uydu sistemlerinin kapsayan gelişmiş yer-uzay sistemleri üzerindeki yukarı atmosfer etkilerinin değerlendirilmesinde önemli bir temel oluşturmaktadır.COST bu konu üzerindeki uygulamalar için önemli bir altyapı oluşturduğu gibi gelecek uygulamalar için de çok yerinde bir temel hazırlanmasını da göz önünde bulundurmaktadır.Ayrıca uluslararası ortak araştırma projelerine de önem vermektedir.Devam eden ortak araştırmalar ile elde edilen bilgi birikimi geliştirme çalışmaları ve daha ileri düzeyde prosedürlere olanak sağlar. Tahmin performansının gelişimi ve hava tahmini,iki alanda çalışan grupların bir araya getirilmesi ile yani radyo mühendislik uygulamaları amaçlı ve radyo bilimi üzerine daha fazla ağırlık veren gruplar ile başarılabilir.Uluslararası Telekomünikasyon Birliği çalışma grupları,Uluslararası Radyo Bilimi Birliği ve Uzay Araştırmaları Komitesi ile ortak çalışmalar sürdürülecektir.
2.2-PROPAGASYON:
İngilizce karşılığı propagation
olan Fransızca kelimenin Türkçe okunuşu olarak dilimizde yer propagasyon'un tam
anlamı " Yayma veya yayılma " olarak tercüme edilir. Bu tanımlama
radyo tekniğine girdiğinde çok daha geniş bir anlam kazanmaktadır. Antenden
çıkan elektromanyetik dalgaların yani sinyallerin yayılma karekteristikleri
olarak tanımlayabiliriz. Güneş patlamaları ve manyetik fırtınalar olarak atmosfer
dışından gelen etkiler veya olumsuz hava şartları ve manyetik fırtınalar olarak
atmosfer içinde oluşan etkiler veya Atmosferdeki İyonosfer tabakasının
elverişsiz oluşumlara girmesi nedeniyle ortaya çıkan şartlar, Kısaca Radyo
Dalgaları diyeceğimiz Elektromanyetik Radyo Dalgalarının yayılmasını
etkilemektedirler. Tüm bu etkilere maruz kalmadan atmosfer içinde en elverişli
yayılma en iyi haberleşme şartlarını sergiler ve buna mükemmel propagasyon
diyebiliriz. Bu tanımlamalardan sonra konuyu teknik olarak incelersek;
2.3-ATMOSFERİN
YAPISI:
Atmosfer, telsiz haberleşmesinin en önemli yayılım
ortamı olduğundan, sürekli olarak incelenmekte, hatta günlük ölçmelerle
propagasyon koşulları hep izlenmektedir. Bu çaba, değişik amaçlı iletişimlerin
en iyi koşullarda yapılması için gerekli görülmektedir. Verici antenlerden
çıkan elektromanyetik dalgalar, aşağıdan toprak ve deniz, yukarıdan da atmosfer
tabakalarının etkisi altında kalmaktadırlar. Atmosferin en alt tabakası olan
troposfer, içindeki su buharının yoğunluğu ile ve atmosferin üst tabakası
iyonosfer ise, içindeki elektron yoğunluğu ile etkili olur.
Yeryüzeyi genellikle iletken kabul edilince,
elektromanyetik dalga yoluyla toprak ve denizde de elektron salınımları
oluşacağını anlayabiliriz. Elektromanyetik dalgalar bu yüzden yeryüzeyinde
dağlıklara göre sapma gösterirler. Toprağın direnci olduğundan, enerji yüksek
frekanslarda toprak tarafından absorbe edilir ve uzağa gidemez. Dolayısıyla
yere paralel olarak giden dalgalar ancak uzun ve orta dalga boylarında işe
yarar. Deniz suyu daha iletken olduğu için deniz üstü iletişimde kısa dalgalar
kullanılır.
Atmosferin en alt tabakası olan troposferin içinde,
yukarılara çıktıkça yoğunluğu gittikçe azalan su buharı bulunur. Aşağıdan üst
troposfere ulaşan bir dalga ortam değişikliğinden dolayı kırılmaya uğrar ve
dünya yuvarlağına uyacak biçimde aşağıya doğru sapma gösterir. Ancak bazı
zamanlarda troposferde nem yoğunluğu çok fazla olan tabakalar oluşur ve bunlar
dalgaları yansıtıcı özellik gösterir. Bir dalga, böyle iki tabaka arasına
girdiğinde sanki bir borudan ilerliyormuş gibi, engel tanımaksızın çok çok
uzaklara ulaşabilir.
Şekil-2.1
: Atmosfer Tabakaları
İyon, yüklü atom, yani elektron azlığı veya elektron çokluğu olan atom
tanımıdır. İyonosfer tabakasının özelliği ise, içindeki gaz moleküllerinin iyon
ve serbest elektronlara ayrılmış olmasıdır. Bu tabaka 60-80 Km. yükseklikten
başlayıp 1000-2000 Km.ye kadar çıkar. İyonlaşmanın nedeni ise güneşin morötesi
ışınımıdır. İyonlaşma sonucu ortaya çıkan serbest elektronlar, iletkenlik
yaratırlar. Bu elektronlar üzerlerine bir dalga geldiğinde salınmaya başlarlar
ve sanki bir verici anten gibi yer yüzeyine dalga yayarlar. Böylece aşağıdan
gelen dalga tekrar geri yansıtılmış olur. Elektron yoğunluğunun çok fazla
olması ise dalganın yarattığı salınımın üst tarafa transfer olmasına neden
olur. Absorbe edilmiş, yutulmuş gibi izlenim verir ve böylelikle yansıma
engellenmiş olur. Elektromanyetik dalgalarla en uygun iletişim, gece
şartlarında oluşan elektron yoğunluğudur.
İyonlaşma
ve iletkenlik değişmeleri üç kurala bağlıdır.
1-Günlük ışık değişimleri (Gece ve Gündüz)
2-Yıllık ışık değişmeleri (Mevsimler)
3 -11 yılda bir yoğunlaşan güneş
lekeleri
İletkenlik, gündüzleri yazın ve güneş
lekelerinin çok olduğu sıralarda büyüktür. İyonlaşma ayrıca tabakanın
yüksekliğine de bağlıdır. İyonosferin orta tabakalarında iyonlaşma daha çok
olur. Bu tabaka (F) tabakası (200-400 Km.) olarak tanımlanır. Belirli mevsimlerde,
( F ) tabakası içinde bir ikinci tabaka ortaya çıkar ki yoğunluğun en çok
olduğu tabakayı oluşturur. O zaman bir ( F1 ) tabakası ve bir de ( F2 )
tabakasından söz edilir. 100-500 Km. arasındaki bir başka yoğun tabaka da ( E )
tabakası adını alır. Bu bölgede bazen elektron yoğunluğu aniden 100 katına
çıkabilir ve bu durum bir kaç dakika veya bir kaç saat arası sürebilir ki Radyo
Amatörlerini hayretler içinde bırakan propagasyon cilvelerinin kaynağıdır. Kısa
süreli bu tabakaya ise ( E8 ) tabakası denir. İyonosferin 60-100 Km. arasındaki
en alt tabakası ise ( D ) tabakasıdır. İyonosferdeki yoğunlaşmayı en iyi
biçimde alttaki grafik yansıtabilir.
Şekil-2.2 : İyonosferde elektron
yoğunluğu
Yukarıdaki grafik, gece ve gündüz şartlarında ortaya
çıkan yoğunluk karşılaştırmasını vurgulamaktadır. Yatay eksen elektron
yoğunluğunu, düşey eksen ise yer yüzeyinden yüksekliği göstermektedir. Elektron
yoğunluğu, 1 cm3 lük bir hacim içinde bulunan özgür elektron sayısı olarak
ölçülmüştür. Geceleri elektron yoğunluğunun azalmasının nedeni ise güneş
ışınlarının olmamasıdır.
Bu aşamada güneş lekelerini ve iyonlaşma üzerindeki
etkilerini de dikkate almak gerekir. Güneş lekeleri, güneş yüzeyinde oluşan
büyük yanma ve patlamalar olarak göz önüne getirilebilir. Bu lekeler uzay
boşluğuna bir top ateşi biçiminde ışınlar ve hızla ilerleyen tanecikler
fırlatırlar. Yayılan ışın ve tanecikler dünya atmosferine ulaştığında buradaki
iyonlaşmayı arttırırlar. Sonuç olarak sayısı çok fazla artan elektronlar yerden
üzerlerine gelen dalgaları üst taraflara aktararak yansıma olayına engel
olurlar ve radyo sinyallerinin sekerek uzaklara gitmesini olanaksızlaştırırlar.
Şekil-2.3 : Güneş lekeleri
Özellikle iyonosferdeki iyonlaşmanın radyo dalgalarına etkisini şu
şekilde açıklanabilir. " Elektron yoğunluğu çok yüksek olduğu ve
elektronlar kalın bir tabaka durumunda olduğu zaman (yani gündüz veya güneş
lekeleri fazla iken) gelen dalgalar yansıtılmaz. Elektron yoğunluğu düşük
olduğu ve elektronlar ince bir tabaka oluşturduğu zaman (yani geceleri veya
güneş lekeleri az iken) yansıtma artar "
2.4-DALGA
YAYILIM BİÇİMLERİ:
Şekil-2.4 te dünya üzerindeki bir vericiden çıkan radyo dalgaların
değişik açılarda nasıl ilerlediklerin ve hangi etkiler altında kaldıklarını
görmek olanaklıdır. Yayılım genel olarak iki biçimde olmaktadır.
1 - Yer dalgası (ground wave, Bodenwelle)
2 - Atmosfer dalgası (sky wave,
Raumwelle)
Yer dalgası, bir radyo dalgasının
vericiden alıcıya yer yüzeyine yakın giderek ulaşan bölümüdür. Atmosfer dalgası
ise, vericiden iyonosfere ulaşarak oradan alıcıya doğru yansıyan bölümüdür.
Şekil-2.4: Dalga
yayılım biçimleri
İyonosfer tabakaları, radyo dalgalarına,
frekanslarına göre farklı farklı etki gösterir. Çok uzun dalgalar yer ile
iyonosfer arasında bir dalga borusu içindeymiş gibi önemsiz kayıplarla yol
alır. Bunların yayılım koşulları günlük veya yıllık değişimlere bağlı değildir.
Aynı durum gündüzleri Uzun ve Orta dalga boylarında da izlenmektedir. Çok uzun,
uzun ve orta dalgaların uzay dalgası olarak yayılmaları gündüzleri ( D )
tabakası tarafından önlenmektedir. Çünkü bu tabaka onların enerjilerini absorbe
etmektedir. Geceleri güneşin morötesi ışınları kesildiğinde, ( D ) tabakasında
iyon ve elektronların yeniden birleşmesi başlar. Artık uzun ve orta dalgalar (
E ) tabakasına ulaşarak oradan yere doğru yansıyarak uzaklara gidebilirler.
Ancak bu durumda hem yer
dalgalarının ve hem de atmosfer dalgalarının alıcıya ulaşması ve iki yol
arasında katedilen mesafa farkı bulunması ingilizce " Fading ",
almanca " Schwund " olarak tanımlanan alçalıp-yükselme olayının
belirmesine yol açmaktadır.
Şekil-2.5 : Alçalıp-yükselme olayının nedeni
Şekilde alıcıya ulaşan iki radyo
dalgası vardır ki aynı vericinin aynı sinyalleridir. Yer dalgası ve atmosfer
dalgası ki çıktıkları nokta aynı ulaştıkları nokta aynı fakat izledikleri yol
farklıdır. Bu iki dalga sonuç olarak ulaştıkları alıcı noktasında birbirlerini
etkisizleştirirler ve alıcıdan hiçbir sinyal sesi duyulmaz. Atmosfer
tabakasının yansıdığı yer zamanla değişebilir ve bu dalganın yolu o şartlara
göre uzayıp kısalabilir. Bu durum doğal olarak faz farkının azalıp çoğalmasını
sağlar. Yani iki dalga arasındaki yol farkı değiştiğinden alıcı antene ulaşma
zamanı da değişmektedir. İyonosferde sık sık değişme olduğundan, alıcıda
meydana gelen ses de kısa sürelerle bir azalır, bir çoğalır. Alçalıp yükselme
olayı geceleri ortaya çıkar. Çünkü karanlıkta kalan iyonosfer yansıtıcı
olabilmektedir. Bu azalma ve çoğalmaların periyodu ortalama olarak 1 dakika
kadardır. Alçalıp yükselme, orta dalgada ve vericiye 100 Km. kadar uzaklıklarda
daha da belirgindir.
Şekil-2.6
: Alçalıp-yükselme olayına örnek
Kısa dalgada yer dalgasının
katkısı az olduğu için, anten çevresinde çok küçük bir alan yer dalgası alır.
Yayınlanan enerjinin büyük çoğunluğu atmosfer dalgası olarak yukarıya gider ve
iyonosferin ( F ) tabakasından tekrar yere yansır. Yer yüzeyi bu dalgayı tekrar
geri yansıttığı takdirde, dalga yine iyonosfere ulaşır ve ikinci bir iyonosfer
yansıtması olarak geri döner. Bu dalgalar böylece seke seke alıcı antene
ulaşırlar.
Şekil-2.7 : Zıplamalı yayılım
Yer dalgasının erişebildiği en büyük uzaklık ile
atmosfer dalgasının yere ilk değebildiği uzaklık arasındaki bölge ölü bölge
veya diğer tanımıyla sessiz bölgedir. Buraya ne yer ne de atmosfer dalgası
ulaşamaz. Alçak frekanslar ( D ) tabakasından geçerken oldukça güç kaybederler.
Çok yüksek frekanslar ise ( F ) tabakasını delip geçerler, yani yansımazlar. Bu
iki frekans gurubu arasında kalan frekanslar (yani kısa dalgalar) en uygun
radyo yayını olmaktadırlar. Ancak alt ve üst sınırlar yukarıda da değindiğimiz
gibi iyonosfer değişimlerinden dolayı sürekli farklılık gösterirler. Verici
istasyonlar da yayın frekanslarını bu koşullara uydurmak zorunda kalılar.
Şekil-2.8 : Yayılım biçimleri ve dalga türleri
Çok kısa dalgalar (VHF,UHF)
iyonosferden yansıyamadıkları için, bu dalgalarla uzak iletişim olanaksızdır.
Çok kısa dalgalar vericiden alıcıya yarı optik bir özellikle ulaşırlar. Yani
bunların yüksek dağlar arkasına ulaşmaları zordur. Ancak, verici anten
yüksekliğine bağlı olarak belli aralıklarla röle istasyonları, tekrarlayıcılar
kurulur. Bu aktarıcıların antenleri birbirlerini görmelidirler. Bir aktarıcıda
alıcı anten, yükselteç ve verici anten bulunur. Alınan dalgalar yükseltilerek
verici antenden tekrar yayımlanır. Çok kısa dalgalar ancak yeryüzeyi
yakınındaki su buharından etkilenirler. Çok kısa dalgaların alt frekans
sınırında iyonosferden birazda olsa yansıma sağlanabilir. Yüksek güçlü
vericilerle 2000 Km.ye kadar yayın yapılabilir. Çok kısa dalgalarda anten
yüksekliğine bağlı olarak yayılım sınırları aşağıdaki gibidir.
2.5-YER-GÜNEŞ İLİŞKİSİ:
Bu bölümde, güneş ve güneş üzerindeki aktiviteye
bağlı bazı olayların arzı nasıl etkilediğinden bahsedilecektir.
Bu konuyla ilgili olarak gözlemlere dayalı önemli
bir bulgu, ağaç gövdelerindeki halkaların yaklaşık 11 yıllık bir dizi
oluşturmasıdır. Bulunan bu bulgunun 11 yıllık güneş leke çevrimi ile ilişkili
olduğu düşünülmüş, ancak kanıtlanamamış. Ancak, sonuç olarak, 11 yıllık güneş
leke çevriminin iklim koşulları üzerine bir etkisinin olmadığı sonucuna
varılmıştır. Bununla beraber, öyle etkiler tespit edilmiştir ki, bunlar leke
çevrimine bağlıymış gibi görünseler bile, bunların daha çok leke çevrimi ile
birlikte artan aktif olaylarla ilişkili olduğu bulunmuştur. Bunlara örnek
verecek olursak:
Radyoaktif C ve Maunder Minimumu: Arzımız sürekli
bir şekilde yüklü tanecik akımının (=kozmik ışınım) etkisi altındadır. Işınımı
oluşturan tanecikler arz atmosferinde azot (N) ile etkileşerek C14
'ü (karbonun bir izotopu) oluştururlar. C14 radyoaktif olup, yarı
ömrü 5730 yıldır (yani bu süreç içerisinde belli miktarda C14
izotopunun yarısı yeniden azot elementine dönüşecektir). Eğer kozmik ışınım
kesilirse, C14 zamanla azalacaktır. Kozmik ışınım sürekliliğini
devam ettirirse, C14 izotopunun miktarı belli bir düzeyde
kalacaktır. Kozmik ışınımdaki azalma veya çoğalma ise, C14
izotopunun miktarında da azalma veya çoğalmaya neden olur. C14
izotopunun diğer bir özelliği, bitkiler tarafından CO2 olarak
özümlenerek ağaçların yıllık halkalarında depolanmasıdır. Halkaların analizi
ile normal ve radyoaktif C oranları saptanabilmektedir. Elde edilen bu oran
güneş aktivitesi ile ilişkilidir. Aktivitenin maksimum evrelerinde C14
miktarı düşük, minimum evrelerde yüksektir. Bunun nedeni ise şu şekilde
açıklanmaktadır: Güneş aktivitesinin maksimum dönemlerinde güneş yüzeyinden
uzaya sürekli manyetik kuvvet çizgileri boyunca madde ve partikül akımı
olmaktadır. Dünya atmosferine kadar uzanan bu kuvvet çizgileri kozmik ışınım
üzerine itici bir etki yaparak atmosfere girmelerini engellerler. Sonuçta
azotun C14 iztopuna dönüşümü durur ve C14 miktarı düşük
kalır.
Güneş leke rölatif sayısı, gözlemlerden 1740'lı
yıllara kadar geriye takip edilebilmektedir. Güneş aktivitesinin şiddetinin
değişimi ile ilgili daha önceki dönemlere ait bilgiler, dolaylı bilgilerdir; C14
de bunlardan biridir. Bu yöntem yardımıyla önceki tarihlere gidildiğinde, 1645
ila 1715 yılları arasında güneş aktivitesinin sürekli minimum evrede olduğu
saptanmıştır. Bu evre "Maunder Minimum" olarak bilinmektedir.
Radyo haberleşmesi: Radyo haberleşmesi, atmosferin
iyonosfer tabakası sayesinde gerçekleşmektedir. Bu tabaka yansıtıcı bir
özelliğe sahiptir ve bu özelliği sağlayan güneşin X-ışınımıdır. Kısa dalgaboylu
ve yüksek enerjili bu ışınım, iyonosferdeki elementleri iyonlaştırarak, serbest
hareket eden elektron ve protonların tabakaya yansıtıcı bir özellik kazanmasını
sağlar.
Şu da bilinmektedir ki, uzun dalgaboylu radyo dalgaları iyonosferin en alçak
tabakasından, daha kısa olanları biraz daha yüksekten ve en kısa olanları ise
en yüksek tabakadan yansımaktadır. Bununla birlikte, bu tabakanın farklı
yükseklikleri için limit frekanslar belirlenebilmektedir. Bunun anlamı, bu
yükseklikte bu limitten küçük frekansdaki dalgaların yansıtılacağıdır.
Gözlemler bu limit frekanslara tekabül eden yüksekliklerin günlük ve yıllık
olarak değiştiğini, ve hesaplanan günlük, ve yıllık ortalamaların da bir
değişim içinde olduğunu göstermiştir. Yapılan incelemeler sonucunda, bu
değişimin R (Leke Rölatif Sayısı) ile ilişkili olduğu saptanmıştır (Bu ilişki
şu şekildedir: R büyüdükçe belli bir yüksekliğe ait limit frekans, elektron
sayısının büyümesinden dolayı yükselmektedir). Sonuçta, limit frekansların
(dolayısıyla da elektron yoğunluğunun) güneş aktivitesine bağlı olarak bir
değişim gösterdiği tespit edilmiştir.
Güneş üzerindeki bazı olayların haberleşmedeki
ikinci etkisi ise bazen kısa dalgaboylu yayınlarda kesilmelerin meydana
gelmesidir. Bu olayın alıcıların kısmen veya tamamen dünyanın güneşe dönük olan
bölgelerinde bulunduğu zaman meydana gelmesi, olayların kromosferik
parlamalarla ilişkili olduğunu göstermektedir. Bir parlama sırasında Halfa
ışınım şiddetinde artış olduğu gibi bazen X-ışınımında da artış olur ve bu
limit frekans değerlerinin değişmesine neden olur.
Manyetik fırtınalar: Arzın zayıf bir manyetik alanı
ve bu manyetik alanın da kuzey kutup doğrultusu vardır. Ancak bu doğrultu sabit
olmayıp doğu-batı yönlerinde güneş leke rölatif sayısı (R) ile ilişkili olan
bir salınım yapmaktadır. Bu ilişki D'=7'+0.05' R ile verilmektedir (R, leke
rölatif sayısını, D' ise salınımın açısal değerini göstermektedir). Ancak, bu
periyodik değişimin dışında da pusulalar bazen farklı tarzda titreşim
yapmaktadır. Buna 'manyetik fırtına' adı verilir. Artık, manyetik
fırtınaların parlamalarla ilişkili olduğu ve bunların parlamayı izleyen 1 ile 2
gün içerisinde meydana geldiği bilinmektedir. Manyetik fırtınayı oluşturan,
parlama sırasında uzaya kaçan plazma bulutunun arzın manyetik alanı ile
etkileşmesidir. Artı yüklü protonlar ile eksi yüklü elektronlardan oluşan bu
plazma bulutu elektriksel olarak iletken bir özelliğe sahiptir. Bu bulut arza
yaklaşırken, arzın manyetik alanının etkisi ile elektrik akım üretir ve arzın
manyetik alanı bu buluta bir itici kuvvet uygulayarak onu frenler. Bu bulutun
manyetik alanı (içinden akım geçen bir iletken manyetik oluşturur) arzınkine
eklenince, doğal olarak arzın manyetik alanında değişimler gözlenecektir ki
buna da manyetik fırtına denir.
Manyetik Bölgeler ve Koronal Delikler: Yapılan gözlemler pusulanın ibresinde 27 günlük periyodu olan bir titreşimin varlığını daha göstermiştir. Periyodun 27 gün olması, tamamen güneşin dönme periyodu ile ilgilidir. Güneş üzerindeki bazı uzun ömürlü manyetik bölgelerin 27 günde bir, dönmeden dolayı yüzünü arza dönmesi sonucunda bu bölgeden kaçan tanecikler arzın manyetik alanı ile etkileşmekte ve gözlenen titreşimleri oluştur