מעניין

מדדי שמש: שטף שמש מדד K Kp

מדדי שמש: שטף שמש מדד K Kp

כגלים אלקטרומגנטיים, ובמקרה זה, אותות רדיו נעים, הם מתקשרים עם אובייקטים והתקשורת שבה הם נוסעים. כאשר הם עושים זאת, אותות הרדיו יכולים להשתקף, להישבר או להפרעה. אינטראקציות אלו גורמות לשנות את כיווני הרדיו ולהגיע לאזורים שלא יהיו אפשריים אם אותות הרדיו יעברו בקו ישיר.

התפשטות הרדיו היונוספרית ניתנת לשינוי לשמצה. עם זאת עבור יישומים רבים יש צורך בחיזוי התפשטות רדיו. לדוגמא לשידור ולמשתמשים בקישורי תקשורת רדיו דו-כיווניים המשתמשים בלהקות ה- HF וכן בתקשורת רדיו ניידת, תקשורת רדיו ימית, ומשתמשי רדיו נקודתיים רבים אחרים, ידע על דפוסי ההפצה שיהיו קיום בזמן מסוים כמעט חיוני. באופן זה משתמשי תקשורת רדיו שדורשים התפשטות דרך היונוספירה יכולים לבחור את הזמנים והתדרים הטובים ביותר להקים את תקשורת הרדיו שלהם.

חיזוי התפשטות רדיו

ישנם אינדיקטורים רבים המאפשרים לחזות את תנאי התפשטות הרדיו HF. עם זאת המדדים לרמת קרינת השמש והפעילות הגאומגנטית הם שנותנים את הרמזים הטובים ביותר למצב האפשרי של תנאי התפשטות תקשורת רדיו דרך היונוספירה. מדדי השמש העיקריים הם שטף השמש והמדדים הגיאומגנטיים המכונים מדדי A ו- K. באמצעות אלה ניתן להסיק ידנית מה התנאים. עם זאת ישנן מספר חבילות של תוכנות חיזוי התפשטות רדיו. אלה לוקחים בחשבון את המדדים השונים יחד עם המיקום על הגלובוס, זמן היום, העונה והמיקום במחזור כתמי השמש.

שטף שמש

אחד המדדים העיקריים לפעילות סולארית המשמשת לחיזוי התפשטות רדיו מכונה שטף השמש ויש לו השפעה רבה על תנאי התפשטות הרדיו. הוא מספק אינדיקציה לרמת הקרינה שמתקבלת מהשמש. אינדקס סולארי זה נמדד על ידי גילוי רמת רעש הרדיו הנפלט בתדר של 2800 מגה הרץ (10.7 ס"מ). המדד נקבע במונחים של יחידות שטף שמש (SFU). SFU מכיל את היחידות 10-22 וואט למטר2 לכל הרץ.

רמת קרינת השמש משתנה ברחבי העולם. גם כאשר הוחלו גורמי תיקון לא קל להיות מסוגל לספק סדרת נתונים מורכבת. כדי להתגבר על זה, הסטנדרט נלקח כקריאה ממצפה הרדיו של פנטיקטון בקולומביה הבריטית, קנדה. לפיכך נתונים אלה מגלים עניין רב לחיזוי התפשטות הרדיו היונוספרי.

רמת הקרינה המייננת המתקבלת מהשמש פרופורציונאלית בערך לשטף השמש. יש קשר סטטיסטי ולא קשר ישיר מכיוון שרמת רעש הרדיו המתקבלת ב- 2800 מגה-הרץ היא בעוצמה פחותה כמיליון מזו של הקרינה שיוצרת את היינון ב יונוספירה. עם זאת שטף השמש מספק קירוב טוב לצו הראשון, במיוחד לאזור F שאחראי על התפשטות תקשורת הרדיו היונוספרית למרחקים ארוכים. המתאם הטוב ביותר הוא עם רמות של מספר כתמי שמש מוחלקים (SSN).

אפשר לקשר את מספר כתמי השמש היומיים לשטף השמש. יש מספר משוואות, אך זו המפורטת להלן היא פשוטה ומדויקת מספיק לרוב המטרות:

סolארfluאיקס(סFU)=73.4+0.62ר

כאשר R הוא נקודת השמש היומית או מספר זאב.

משוואה מעט מדויקת יותר, אם כי משוואה מסובכת יותר מצביעה על היחס בין שני הערכים אינו ליניארי לחלוטין.

סolארfluאיקס(סFU)=63.7+0.728ר+0.00089ר2

הערכים של שטף השמש משתנים על פני טווח רחב. בשפל הנמוך ביותר (בדרך כלל בתקופות מינימום כתם השמש) הם עשויים להיות נמוכים עד 50, אך הם עולים לערכים מרביים של סביב 300 (בסביבות הזמנים של מקסימום כתם השמש).

מאחר וערכי שטף השמש מספקים אינדיקציה לרמת היינון ביונוספירה. בתורו זה נותן אינדיקציה למה יכול להיות התדר המקסימלי לשימוש (MUF) לתקשורת רדיו. ערכים נמוכים של שטף השמש מצביעים על כך שנתוני MUF עשויים להיות נמוכים. ערכים גבוהים של שטף שמש מעידים כי ה- MUF עשוי להיות גבוה יותר. יש לזכור כי חייבים להתקיים כמה ימים רצופים של קרינת שמש גבוהה מתמשכת עם היעדר הפרעות סולאריות עבור MUF גבוהים לתקשורת רדיו בפס HF.

מדדים גיאומגנטיים

מלבד שטף השמש, השפעה חשובה נוספת על היונוספירה ומכאן חיזוי התפשטות הרדיו היא רמת הפעילות הגיאומגנטית. בעוד שהפעילות הגאומגנטית היא מדד למצב השדה המגנטי של כדור הארץ, זה בתורו מושפע מהשמש. כדי לציין את מצב הפעילות הגאומגנטית, ישנם שני מדדים המשמשים קשורים זה לזה:

  • מדד K
  • אינדקס

למרות שהם שונים, שני המדדים הללו נותנים אינדיקציות לחומרת התנודות המגנטיות, ומכאן רמת ההפרעה ליונוספירה.

מדד K

מדד K הוא מדידה של שלוש שעות של שונות השדה המגנטי של כדור הארץ בהשוואה לתנאי "יום שקט". המדידה נעשית באמצעות מגנומטר. זה מציין את השונות של השטף המגנטי ב- nanoTeslas. קריאה זו מומרת לאחר מכן לאינדקס K. הקשר הוא מעין לוגריתמי, כלומר פרופורציונלי כמעט באופן ישיר בקנה מידה לוגריתמי ..

מדד K נמדד במקומות רבים ושונים ברחבי העולם. השדה המגנטי משתנה ברחבי העולם ובהתאם לכך נוצר ערך שונה עבור מדד K בכל תחנת מדידה. בשל העובדה כי השדה המגנטי משתנה בדרכים שונות ברחבי העולם, תלוי באופן השפעת המגנטוספירה, לא ניתן לקיים קשר פשוט בין תחנה אחת למדד K גלובלי. במקום זאת ממוצעי מדדי K בודדים ממוצעים ברחבי העולם כדי לתת את מה שמכונה מדד Kp או K פלנטרית.

מדד Kp

לאינדקס הפלנטרי או Kp יש ערכים שנעים בין 0 ל 9. ערכי אינדקס kp נותנים אינדיקציה טובה לפעילות גיאומגנטית: ערכים בין 0 ל -1 מצביעים על תנאים מגנטיים שקטים ויגרמו כמעט ללא השפלה בתקשורת הרדיו של ה HF. תנאים. ערכים לאינדקס kp בין 2 ל -4 מספקים אינדיקציה לתנאים מגנטיים לא מסודרים המעידים על אפשרות של השפלה מסוימת ברצועות ה- HF לתקשורת רדיו. ערך 5 מסמל סערה קלה ו 6 גדולה יותר. ערכים עד 9 מצביעים על החמרה מתמדת בתנאים, כאשר 9 מייצגים סערה גדולה שעלולה לגרום להאפלה בהפצה היונוספרית של HF למשך מספר שעות.

מדד

מדד A הוא מדד ליניארי של שדה כדור הארץ. כתוצאה מכך, ערכיו משתרעים על פני טווח רחב בהרבה. הוא נגזר ממדד K על ידי שינוי קנה המידה כך שייתן ערך ליניארי המכונה מדד "a". זה ממוצע לאחר מכן במשך תקופה של יום כדי לתת מדד A. בדומה למדד K, הערכים ממוצעים ברחבי העולם כדי לתת את מדד Ap הפלנטרי.

הערכים של מדד A נעים עד 100 במהלך סערה ועשויים לעלות עד 400 בסערה גיאומגנטית קשה.

קשר אינדקס ו- Kp

למרות שמדד A ו- K הם ערכים שונים, ניתן לקשר את המדדים הללו יחד. סיכום קשר זה ניתן בטבלה שלהלן.

הקשר בין מדד Kp לאינדקס
מדד Apמדד Kpתיאור
00שֶׁקֶט
41שֶׁקֶט
72לֹא יַצִיב
153לֹא יַצִיב
274פָּעִיל
485סערה קלה
806סערה גדולה
1327סערה קשה
2088סערה גדולה מאוד
4009סערה גדולה מאוד

סופות גיאומגנטיות ויונוספריות קשורות קשר הדוק מאוד. עם זאת הם אפקטים נפרדים. סופות גיאומגנטיות מתייחסות להפרעות בשדה המגנטי של כדור הארץ, וסופות יונוספריות מתייחסות להפרעות ביונוספירה. עם זאת נמצא כי סופות גיאומגנטיות מובילות לעיתים קרובות לסופות יונוספריות, אך לא בכל הזדמנות.

פירוש הדמויות

הדרך הקלה ביותר להשתמש בנתונים אלה לחיזוי התפשטות רדיו היא להזין אותם לתוכנת חיזוי רדיו. זה יספק את החיזוי המדויק ביותר של מה שקורה. תוכניות אלה ייקחו בחשבון גורמים כגון נתיבי איתות מכיוון שחלקם יחצו את הקטבים והם יושפעו הרבה יותר מסערות שיעברו מעבר לקו המשווה.

עם זאת, עדיין ניתן לקבל תובנה טובה לגבי משמעות הדמויות במונחים של התפשטות רדיו לכל צורות תקשורת הרדיו באמצעות התפשטות יונוספרית אך ורק על ידי הערכתן נפשית. ברור שדרוש שטף שמש גבוה להפצה טובה של תקשורת רדיו. בדרך כלל ככל שהשטף גבוה יותר כך התנאים יהיו טובים יותר. עם זאת, יש לשמור על הרמות במשך כמה ימים. באופן זה הרמה הכוללת של יינון בשכבת F2 תצטבר. בדרך כלל ערכים של 150 ומעלה יבטיחו תנאי התפשטות HF טובים, אם כי רמות של 200 ויותר יבטיחו שהם בשיאם. באופן זה התדרים המרביים הניתנים לשימוש יעלו, ובכך יספקו תנאים טובים לתקשורת רדיו בפס HF.

לרמת הפעילות הגיאומגנטית יש השפעה שלילית, ומדכאת את התדרים המרביים הניתנים לשימוש. ככל שרמת הפעילות גבוהה יותר ומכאן שככל שמדדי ה- Ap ו- Kp גבוהים יותר כך הדיכאון של ה- MUF גבוה יותר. כמות הדיכאון בפועל תלויה לא רק בחומרת הסערה, אלא גם במשך הזמן שלה.

הבנה של מדדי השמש עוזרת מאוד לשימוש בתקשורת רדיו HF, בין אם זה תקשורת רדיו דו כיוונית, תקשורת רדיו ניידת, שידורי רדיו או כל צורה של תקשורת רדיו נקודתית באמצעות התפשטות יונוספרית או HF. זה עוזר בחיזוי התפשטות רדיו ומאפשר לבצע הערכה מהירה של האפשרות להפרעה בתקשורת. גם הבנה כללית מאפשרת לציין ולתקן במהירות כל שגיאה בהזנת נתונים לתוכניות. באופן זה הוא מאפשר להפיק את המיטב מציוד תקשורת הרדיו ולקבל את התקשורת האמינה ביותר.


צפו בסרטון: 16 שמש ורוח (דֵצֶמבֶּר 2021).