Araştırma Makalesi

Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes

Cilt: 28 Sayı: 83 31 Mayıs 2026
PDF İndir
EN TR

Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes

Öz

This study investigates pre-seismic ionospheric disturbances preceding the February 6, 2023 Kahramanmaraş earthquake sequence (Mw 7.8 and Mw 7.5) using GPS-derived Total Electron Content (TEC) data from 15 TNPGN-Active stations. The IONOLAB-FFT algorithm was applied to analyze frequency and duration characteristics of ionospheric disturbances during the five-day pre-earthquake period. Cross-correlation analysis reveals systematic temporal evolution, with near-epicentral stations showing pronounced variations. The Ekinözü station (EKZ1), 15.5 km from the Mw 7.5 epicenter, exhibited the most dramatic correlation drop from ~0.95 to ~0.78. Experimental Probability Density Function analysis demonstrates progressive spectral evolution from baseline conditions to increasingly anomalous signatures, with broadened frequency spectra at near-epicentral stations indicating multiple disturbance mechanisms. Duration analysis reveals bimodal distributions at stations closest to epicenters, suggesting coexistence of short-duration acoustic-gravity waves and longer-duration electromagnetic disturbances. Significant ionospheric anomalies begin 2-3 days before the earthquake sequence, with most pronounced changes occurring 24-48 hours prior to the main shock. The analysis establishes clear distance-dependent relationships, with optimal detection sensitivity within 50-100 km of seismic sources. Results provide compelling evidence for Lithosphere-Atmosphere-Ionosphere coupling mechanisms and demonstrate potential applications in earthquake monitoring systems.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

TUBİTAK

Etik Beyan

Bu makale etik kurul onayı gerektirmemektedir. Bu yazının hiçbir kişi veya kurumla çıkar çatışması yoktur.

Teşekkür

Bu araştırma TÜBİTAK EEEAG Grant 124E027 no'lu proje tarafından desteklenmektedir. Yazarlar, makalenin geliştirilmesinde yazarlara çok yardımcı ve yapıcı olan yorum ve katkılarından dolayı isimsiz hakemlere teşekkür eder. Bu çalışmada kullanılan IONOLAB-TEC verileri IONOLAB Grubundan (www.ionolab.org) elde edilmiştir ve ilgili araştırmacıların makul talepleri üzerine paylaşılabilir. TNPGN-Aktif RINEX veri seti, Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü Harita Daire Başkanlığı'ndan https://www.tusaga-aktif.gov.tr/ adresinden izin alınarak temin edilebilir. Bu çalışmanın bulgularını destekleyen türetilmiş veriler talep üzerine paylaşılabilmektedir. Bu araştırmada kullanılan IONOLAB-FFT algoritması ve kodu, sonuçların daha fazla doğrulanması ve çoğaltılması için ilgilenen araştırmacılarla da paylaşılabilir.

Kaynakça

  1. Hargreaves JK. The Solar-Terrestrial Environment: An Introduction to Geospace - the Science of the Terrestrial Upper Atmosphere, Ionosphere, and Magnetosphere. Cambridge: Cambridge University Press; 1992.
  2. Kelley MC. The Earth's Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics. London: Academic Press; 2009.
  3. Ratcliffe JA. An Introduction to the Ionosphere and Magnetosphere. Cambridge: Cambridge University Press; 1972.
  4. Davies K. Ionospheric Radio. London: Peter Peregrinus Ltd.; 1990.
  5. Hofmann-Wellenhof B, Lichtenegger H, Collins J. Global Positioning System Theory and Practice. Wien: Springer-Verlag; 2001.
  6. Kunitsyn VE, Tereshchenko ED. Ionospheric Tomography. Heidelberg: Springer-Verlag Berlin; 2003.
  7. Karatay S. Detection of the ionospheric disturbances on GPS-TEC using Differential Rate Of TEC (DROT) algorithm. Advances in Space Research 2020;65(10):2372-2390. doi:10.1016/j.asr.2020.01.042.
  8. Pulinets S, Boyarchuk K. Ionospheric Precursors of Earthquakes. Heidelberg: Springer Berlin; 2005.

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Elektrik Mühendisliği (Diğer), Sinyal İşleme

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Mayıs 2026

Gönderilme Tarihi

19 Haziran 2025

Kabul Tarihi

21 Ekim 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 28 Sayı: 83

Kaynak Göster

APA
Karatay, S., & Arıkan, F. (2026). Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 28(83), 284-295. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288314
AMA
1.Karatay S, Arıkan F. Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes. DEUFMD. 2026;28(83):284-295. doi:10.21205/deufmd.2026288314
Chicago
Karatay, Seçil, ve Feza Arıkan. 2026. “Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28 (83): 284-95. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288314.
EndNote
Karatay S, Arıkan F (01 Mayıs 2026) Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28 83 284–295.
IEEE
[1]S. Karatay ve F. Arıkan, “Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes”, DEUFMD, c. 28, sy 83, ss. 284–295, May. 2026, doi: 10.21205/deufmd.2026288314.
ISNAD
Karatay, Seçil - Arıkan, Feza. “Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 28/83 (01 Mayıs 2026): 284-295. https://doi.org/10.21205/deufmd.2026288314.
JAMA
1.Karatay S, Arıkan F. Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes. DEUFMD. 2026;28:284–295.
MLA
Karatay, Seçil, ve Feza Arıkan. “Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, c. 28, sy 83, Mayıs 2026, ss. 284-95, doi:10.21205/deufmd.2026288314.
Vancouver
1.Seçil Karatay, Feza Arıkan. Multi-station GPS-TEC Analysis of Pre-seismic Ionospheric Anomalies: The 2023 Kahramanmaras Earthquakes. DEUFMD. 01 Mayıs 2026;28(83):284-95. doi:10.21205/deufmd.2026288314

Bu dergi, Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı (CC BY-NC 4.0) altında lisanslanmıştır.

download?token=eyJhdXRoX3JvbGVzIjpbXSwiZW5kcG9pbnQiOiJmaWxlIiwicGF0aCI6IjliNTAvMDBjMi8xZmIxLzY5MjZmZDIyOGE1NzgyLjA3MzU5MTk2LnBuZyIsImV4cCI6MTc2NDE2OTE1Nywibm9uY2UiOiJhZDRmNjNlNzdhOWYwOWQ4YTNjNGVmNGIxOTFlZWViNyJ9.4Dxgc9mc-p4Tyti8NTU5pxEfGUWeuJud1fPWxu2mUy8