Ενδιαφέρων

Ηλιακές εκλάμψεις και διαταραχές για ραδιοδιάδοση

Ηλιακές εκλάμψεις και διαταραχές για ραδιοδιάδοση

Καθώς τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, και σε αυτήν την περίπτωση, τα ραδιοσήματα ταξιδεύουν, αλληλεπιδρούν με τα αντικείμενα και τα μέσα στα οποία ταξιδεύουν. Καθώς το κάνουν αυτό, τα ραδιοσήματα μπορούν να αντανακλούν, να διαθλασθούν ή να διαθλαστούν. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις αναγκάζουν τα ραδιοσήματα να αλλάξουν κατεύθυνση και να φτάσουν σε περιοχές που δεν θα ήταν δυνατές αν τα ραδιοσήματα ταξίδευαν σε μια ευθεία γραμμή.

Η κατάσταση του Ήλιου έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ιονοσφαιρική ραδιοδιάδοση. Κατά συνέπεια, επηρεάζει μια ποικιλία μορφών ραδιοεπικοινωνιών HF, συμπεριλαμβανομένων αμφίδρομων ραδιοεπικοινωνιών, θαλάσσιων κινητών ραδιοεπικοινωνιών, γενικών κινητών ραδιοεπικοινωνιών που χρησιμοποιούν τις ζώνες HF, ραδιοεπικοινωνιών από σημείο σε σημείο, ραδιοφωνικών εκπομπών και ερασιτεχνικών ραδιοεπικοινωνιών.

Καθώς ο Ήλιος παρέχει την ακτινοβολία που διέπει την κατάσταση της ιονόσφαιρας και ως εκ τούτου HF ραδιοδιάδοση, οποιεσδήποτε εκλάμψεις ή άλλες διαταραχές έχουν μεγάλη σημασία. Κάτω από ορισμένες περιστάσεις αυτές μπορούν να βελτιώσουν τις ραδιοεπικοινωνίες και τις συνθήκες ραδιοφωνικής διάδοσης HF. Υπό άλλες συνθήκες, μπορούν να διακόψουν τις ραδιοεπικοινωνίες στις ζώνες HF, ενώ παράλληλα παρέχουν ορισμένες συνθήκες ραδιοφωνικής διάδοσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο VHF από ραδιοερασιτέχνες.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι διαταραχών που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τις ραδιοεπικοινωνίες. Οι φωτοβολίδες είναι από τις πιο προφανείς. Ωστόσο, εκτός από τις ηλιακές εκλάμψεις υπάρχουν και άλλες διαταραχές που συμβαίνουν. Το ένα είναι η στεφανιαία εκτόξευση μάζας, και υπάρχουν επίσης στεφανιαίες οπές.


Ηλιακές λάμψεις

Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι τεράστιες εκρήξεις που συμβαίνουν στην επιφάνεια του Ήλιου. Καταλήγουν στην εκπομπή κολοσσιαίων αναγκών ενέργειας. Εκτός από αυτό, οι μεγαλύτερες ηλιακές εκλάμψεις εκτοξεύουν επίσης μεγάλες ποσότητες υλικού κυρίως με τη μορφή πρωτονίων.

Οι φωτοβολίδες ξέσπασαν σε λίγα λεπτά χωρίς προφανώς καμία προειδοποίηση. Όταν συμβεί, το υλικό θερμαίνεται σε εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και αφήνει την επιφάνεια του Ήλιου σε μια τεράστια καμάρα, επιστρέφοντας λίγο αργότερα. Οι εκλάμψεις εμφανίζονται συνήθως κοντά σε ηλιακές κηλίδες, συχνά κατά μήκος της γραμμής διαχωρισμού μεταξύ τους όπου υπάρχουν αντίθετες κατευθυνόμενες μαγνητικές δυνάμεις.

Είναι τα μαγνητικά πεδία που φαίνεται να είναι υπεύθυνα για τις ηλιακές εκλάμψεις. Όταν το μαγνητικό πεδίο μεταξύ των ηλιακών κηλίδων στρίβεται και διατμηθεί, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου μπορεί να διασχίσουν και να επανασυνδεθούν με τεράστια εκρηκτική ενέργεια. Όταν συμβαίνει αυτό, εκρήγνυται αέρια μέσω της ηλιακής επιφάνειας και εκτείνεται αρκετές δεκάδες χιλιάδες μίλια έξω από την επιφάνεια του Ήλιου και ακολουθεί τις μαγνητικές γραμμές δύναμης για να σχηματίσει μια ηλιακή φωτοβολίδα. Τα αέρια από τον ήλιο αρχίζουν να αναδύονται και η περιοχή θερμαίνεται ακόμη περισσότερο και αυτό προκαλεί αύξηση του επιπέδου της ορατής ακτινοβολίας και άλλων μορφών ακτινοβολίας.

Κατά τα πρώτα στάδια της ηλιακής φωτοβολίδας, εκτοξεύονται πρωτόνια υψηλής ταχύτητας. Αυτά ταξιδεύουν περίπου στο ένα τρίτο της ταχύτητας του φωτός. Στη συνέχεια, περίπου πέντε λεπτά στη φωτοβολίδα, ακολουθούν σωματίδια χαμηλότερης ενέργειας. Αυτό το υλικό ακολουθεί το τόξο των μαγνητικών γραμμών δύναμης και επιστρέφει στον Ήλιο, αν και κάποιο υλικό εκτοξεύεται στο διάστημα ειδικά κατά τη διάρκεια των μεγαλύτερων εκρήξεων.

Επίδραση των ηλιακών εκλάμψεων: Για τις περισσότερες ηλιακές εκλάμψεις, το κύριο αποτέλεσμα που παρατηρείται στη Γη είναι η αύξηση του επιπέδου της ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτή η ακτινοβολία καλύπτει ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και στοιχεία όπως οι υπεριώδεις ακτίνες Χ και παρόμοια θα επηρεάσουν τα επίπεδα ιονισμού στην ιονόσφαιρα και ως εκ τούτου έχει επίδραση στις ραδιοεπικοινωνίες μέσω της ιονόσφαιρας. Συχνά παρατηρείται αύξηση της ιοντοσφαιρικής διάδοσης HF καθώς τα υψηλότερα στρώματα της ιονόσφαιρας έχουν αυξημένα επίπεδα ιονισμού. Ωστόσο, εάν τα επίπεδα ιονισμού στα χαμηλότερα επίπεδα αρχίζουν να αυξάνονται, τότε αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερα επίπεδα εξασθένησης των σημάτων ραδιοεπικοινωνιών και μπορεί να παρατηρηθούν κακές συνθήκες. Επιπλέον, μπορεί να ανιχνευθεί εύκολα μια αύξηση του επιπέδου θορύβου στο VHF.

Οι εκλάμψεις διαρκούν μόνο για περίπου μία ώρα, μετά την οποία η επιφάνεια του Ήλιου επιστρέφει στο φυσιολογικό, αν και μερικοί βρόχοι Post Flare παραμένουν για κάποιο χρονικό διάστημα μετά. Οι εκλάμψεις επηρεάζουν τη ραδιοφωνική διάδοση και τις ραδιοεπικοινωνίες στη Γη και τα αποτελέσματα μπορεί να παρατηρηθούν για κάποιο χρονικό διάστημα μετά.

Κατηγορίες Solar Flare: Οι φωτοβολίδες ταξινομούνται με βάση την έντασή τους σε μήκη κύματος ακτίνων Χ, δηλαδή μήκη κύματος μεταξύ 1 - 8 Angstroms. Η ένταση των ακτίνων Χ από τον Ήλιο παρακολουθείται συνεχώς από την Εθνική Ωκεάνια και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA) χρησιμοποιώντας ανιχνευτές σε μερικούς από τους δορυφόρους της. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα μπορείτε να ταξινομήσετε τις εκλάμψεις. Οι μεγαλύτερες φωτοβολίδες ονομάζονται φωτοβολίδες X-Class. Οι φωτοβολίδες M-Class είναι μικρότερες, με το ένα δέκατο της έντασης X-Ray των X-Class. Οι φωτοβολίδες C-Class έχουν στη συνέχεια ένα δέκατο της έντασης των M-Class.

Βρέθηκε ότι η εμφάνιση αυτών των εκρήξεων συσχετίζεται καλά με τον κύκλο ηλιακής κηλίδας, αυξάνοντας τον αριθμό προς την κορυφή του κύκλου ηλιακής κηλίδας.

CME

Οι εκτοξευόμενες μάζες, οι CME, είναι μια άλλη μορφή διαταραχής που μπορεί να επηρεάσει τις ραδιοεπικοινωνίες. Αν και είναι πολύ μεγαλύτερο από τις φωτοβολίδες από πολλές απόψεις, τα CME δεν ανακαλύφθηκαν έως ότου το διαστημικό σκάφος μπορούσε να παρατηρήσει τον Ήλιο από το διάστημα. Ο λόγος για αυτό είναι ότι οι Coronal Mass Ejections, CMEs μπορούν να προβληθούν μόνο κοιτάζοντας την κορώνα του Ήλιου, και μέχρι την εποχή του διαστήματος αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί μόνο κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης. Καθώς οι εκλείψεις συμβαίνουν πολύ σπάνια και διαρκούν μόνο για λίγα λεπτά. Χρησιμοποιώντας ένα διαστημικό σκάφος, η κορώνα θα μπορούσε να φανεί κατά την προβολή μέσω μιας κορόνας, ένα εξειδικευμένο τηλεσκόπιο με αυτό που ονομάζεται απόκρυφος δίσκος που του επιτρέπει να κόψει την κύρια περιοχή του Ήλιου και να δει μόνο την κορώνα. Αυτό επέτρεψε την προβολή της κορώνας.

Παρόλο που υπάρχουν επίγειες κορανογράφοι, μπορούν μόνο να δουν την πολύ φωτεινή εσωτερική περιοχή της κορώνας. Οι διαστημικοί είναι σε θέση να αποκτήσουν μια πολύ καλύτερη εικόνα της κορώνας που εκτείνεται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από τον Ήλιο και με αυτόν τον τρόπο βλέπουν πολύ περισσότερο τη δραστηριότητα σε αυτήν την περιοχή και επομένως βλέπουν CME.

Coronal Mass Ejections, CMEs είναι τεράστιες φυσαλίδες αερίου που έχουν σπείρωμα με γραμμές μαγνητικού πεδίου και οι φυσαλίδες εκτοξεύονται για διάστημα αρκετών ωρών. Για πολλά χρόνια πιστεύεται ότι οι ηλιακές εκλάμψεις ήταν υπεύθυνες για την εκτόνωση των μαζών σωματιδίων που προκάλεσαν τις ακουστικές διαταραχές που παρατηρούνται στη γη. Τώρα είναι κατανοητό ότι οι CME είναι η κύρια αιτία.

Είναι πλέον κατανοητό ότι τα CME διαταράσσουν τη σταθερή ροή του ηλιακού ανέμου προκαλώντας μεγάλη αύξηση της ροής. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μεγάλες διαταραχές που μπορεί να χτυπήσουν τη Γη εάν εγκαταλείψουν τον Ήλιο προς την κατεύθυνση της Γης.

Coronal Mass Ejections, CMEs συσχετίζονται συχνά με ηλιακές εκρήξεις, αλλά μπορούν επίσης να συμβούν μόνοι τους. Όπως και οι ηλιακές εκλάμψεις, η συχνότητά τους ποικίλλει ανάλογα με τη θέση στον κύκλο της ηλιακής κηλίδας, που κορυφώνεται γύρω από το μέγιστο της ηλιακής κηλίδας και πέφτει στο ελάχιστο. Στο ηλιακό ελάχιστο μπορεί να υπάρχει περίπου μία κάθε εβδομάδα, ενώ στην κορυφή δύο ή τρία μπορεί να παρατηρούνται κάθε μέρα. Ευτυχώς δεν επηρεάζουν όλοι τη Γη. Το υλικό απορρίπτεται από τον Ήλιο σε μια γενική κατεύθυνση και μόνο εάν αυτό βρίσκεται σε μια τεμνόμενη τροχιά θα επηρεάσει τη Γη.

Οι CME μπορούν να προκαλέσουν ιονοσφαιρικές καταιγίδες. Αυτά μπορούν να παρέχουν βραχύβια βελτίωση στις ιοντοσφαιρικές συνθήκες ραδιοφωνικής διάδοσης, αλλά πριν από πολύ καιρό αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή ραδιοεπικοινωνιών μέσω της ιονόσφαιρας.

Στεφανιαίες τρύπες

Οι στεφανιαίες τρύπες είναι ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της ηλιακής δραστηριότητας. Είναι περιοχές όπου η κορώνα εμφανίζεται σκοτεινή. Ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά μετά την εκτόξευση των τηλεσκοπίων ακτίνων Χ στο διάστημα και ότι ήταν πάνω από την ατμόσφαιρα της Γης, μπόρεσαν να μελετήσουν τη δομή της κορώνας κατά μήκος του ηλιακού δίσκου. Οι στεφανιαίες οπές συνδέονται με "ανοιχτές" γραμμές μαγνητικού πεδίου και συχνά αν και δεν βρίσκονται αποκλειστικά στους πόλους του Ήλιου. Ο ηλιακός άνεμος υψηλής ταχύτητας είναι γνωστό ότι προέρχεται από αυτούς και αυτό έχει αντίκτυπο στις ιονοσφαιρικές συνθήκες ραδιοφωνικής διάδοσης και συνεπώς σε όλες τις ραδιοεπικοινωνίες HF.

Περίληψη

Οι ηλιακές διαταραχές ευθύνονται για πολλές από τις σημαντικές αλλαγές στην ιονόσφαιρα. Τα αποτελέσματα τόσο των CME όσο και των ηλιακών εκλάμψεων μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές αλλαγές στην ιοντοσφαιρική ραδιοδιάδοση, συχνά τις διαταράσσουν για ώρες ή μερικές φορές ημέρες. Ως αποτέλεσμα, η γνώση του πότε συμβαίνουν και το μέγεθός τους μπορεί να βοηθήσει στην πρόβλεψη των ιοντοσφαιρικών ραδιοφωνικών συνθηκών.


Δες το βίντεο: Μεγάλη Απήχηση Στην Γαία Οι Εκλάμψεις Της Κορώνας (Δεκέμβριος 2021).