Studie av jonosfären och troposfärens påverkan av vulkanutbrott med GNSS
Typ
Examensarbete för kandidatexamen
Bachelor Thesis
Bachelor Thesis
Program
Publicerad
2024
Författare
Hellström, Matilda
Kallén , Moa
Karlsson, Edvin
Skoog, Axel
Modellbyggare
Tidskriftstitel
ISSN
Volymtitel
Utgivare
Sammanfattning
Den här rapporten utreder möjligheterna att kartlägga utbredningen av en tryckvåg
genom att använda GNSS för att betrakta dess påverkan på troposfärens signal fördröjning och elektrontätheten i jonosfären. Metoden har huvudsakligen utgjorts
av bearbetning av GNSS- samt tryckdata från stationer geografiskt utspridda kring
vulkanen Hunga Tonga Hunga Ha’apai. Vid analys av troposfärsfördröjningen har
data bearbetats med mjukvaran GipsyX och till elektrontätheten har data förädlats
med Matlabkod utvecklad av Long Tang [1].
Genom att framställa erhållna data för stationerna grafiskt har signalfördröjningen,
Zenith Total Delay (ZTD), i troposfären samt den vinklade totala elektrontätheten
(STEC) i jonosfären kunnat jämföras och analyseras. Eftersom tryckvariationerna
orsakade av tryckvågen långt från utbrottsplatsen inte var stora nog för att ge upp hov till en märkbar förändring av ZTD fanns svårigheter att använda detta mått vid
analys av stationer mer avlägsna från vulkanen. Vidare förekom avvikelser i ZTD variationen beroende på huruvida landmassa eller enbart vatten var beläget mellan
utbrottsplatsen och mätstationen. Eftersom tryckvariationen föreföll minska i om fattning då vågen propagerade över landmassor. Däremot kunde måttet bekräftas
vara användbart för att erhålla hög precision för hastighetsbestämningen i närhe ten av utbrottsplatsen. STEC visade sig vara mindre avståndberoende jämfört med
ZTD men, varför denna bedömdes fungera väl för att bestämma en approximativ
tryckvågshastighet, även på längre avstånd. Däremot skedde detta på bekostnad av
precsionen.
Med en estimerad tidsstämpel för när vågen bör ha passerat respektive station samt
med överensstämmande resultat för både elektrontäthet och signalfördröjning kunde
information om tryckvågens propagering genom atmosfären, så som utbredningshas tighet, kartläggas tämligen väl. Sammanfattningsvis har studien bekräftat använd barheten av att kombinera analys av både ZTD- samt STEC-data såvida tryckvågs utbredningen orsakad av ett vulkanutbrott ska studeras. Därav bedöms rapportens
syfte samt frågeställningar ha besvarats