Statistical Analysis of Global and Regional Ionospheric Total Electron Content (TEC) Using Extreme Value Distributions

技术 总电子含量 环境科学 太空天气 广义帕累托分布 电离层 卫星 纬度 气象学 极值理论 广义极值分布 统计 地理 数学 大地测量学 物理 天文
作者
Suneetha Emmela,D. Venkata Ratnam,Y. Otsuka,Atsuki Shinbori,Takuya Sori,Michi Nishioka,Septi Perwitasari
出处
期刊:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:62: 1-8
标识
DOI:10.1109/tgrs.2023.3338513
摘要

Satellite based radio communication and navigation systems rely mostly on trans-ionospheric propagation of radio signals concerning changes by total electron content (TEC). Therefore, it is necessary to understand the changing behavior of structural variations of ionospheric TEC for high-frequency applications besides mitigating the risks associated with the space weather impacts for navigation and aviation applications. The reference thresholds identified for moderate and severe level of threshold activity for TEC by International Civil Aviation Organization (ICAO) are 125 and 175 TECU respectively. In view of this, statistical analysis of long-term ground based Global Navigation Satellite System TEC data of 25 years (1997-2021) using extreme value theory (EVT) is performed for both magnetically quiet and disturbed day conditions for four different regions – India(5-45°N). Japan low(20-30°N), Japan mid-latitudes(30-50°N), and global regions to identify the extreme ionospheric TEC events that take place once in 11, 22, 44, 66, 88, and 110 years with 95% confidence intervals. In the present work, both generalized extreme value (GEV) using annual maxima and generalized pareto distribution (GPD) using peak-over-threshold (PoT) analysis are performed. A likelihood test and PoT constraint in addition to adjustment of shape parameter illustrates that GPD works better than GEV to identify return periods of extreme events. The recommended TEC moderate and severe thresholds for India, Japan low, Japan Mid latitude, and Global regions are 121, 101, 90, and 139TECU and 131, 135, 98, and 157TECU respectively. The analysis would be helpful in developing risk assessment and mitigation strategies for critical GNSS space-weather systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
木木夕发布了新的文献求助10
3秒前
执着夏岚完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
微纳组刘同完成签到,获得积分10
3秒前
huntme完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
mosaic完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
1b完成签到,获得积分10
7秒前
秦雪芝发布了新的文献求助10
7秒前
华仔应助wuxian采纳,获得10
7秒前
小王同学完成签到,获得积分10
8秒前
ranlan完成签到,获得积分10
8秒前
yangquanquan完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
碗在水中央完成签到 ,获得积分10
11秒前
bingchem发布了新的文献求助10
12秒前
蒋皓天完成签到,获得积分10
14秒前
哎呀哎呀呀完成签到,获得积分10
14秒前
Yuuki完成签到,获得积分10
15秒前
小猫完成签到 ,获得积分10
15秒前
呆鸥完成签到,获得积分10
15秒前
www完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
充电宝应助飞扬采纳,获得10
16秒前
喜悦的冷松完成签到,获得积分10
16秒前
欢喜念双发布了新的文献求助10
18秒前
一只找论文的小云朵完成签到,获得积分10
20秒前
完美世界应助秦雪芝采纳,获得10
21秒前
21秒前
康康完成签到 ,获得积分10
21秒前
道友等等我完成签到,获得积分0
22秒前
gaoyunfeng完成签到,获得积分10
22秒前
柯伊达发布了新的文献求助10
22秒前
蔡翌文完成签到 ,获得积分10
22秒前
Lh6610完成签到,获得积分10
23秒前
CJ1977完成签到,获得积分10
24秒前
张牧之完成签到 ,获得积分10
24秒前
松山小吏完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021996
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7638125
关于积分的说明 16167407
捐赠科研通 5169926
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766616
邀请新用户注册赠送积分活动 1749705
关于科研通互助平台的介绍 1636716