Geomagnetická stupnica. Hlavné faktory kozmického počasia

Búrka silnie. Už spriemerovaný planetárny K-index

Teraz: Kp = 6 búrka

V skutočnosti sa na niektorých miestach príval búrky zvýšil na 7-8 bodov

Stav magnetického poľa v závislosti od indexu Kp

Kp< 2 - спокойное;

Kp = 2, 3 - slabo narušené;

Kp = 4 - narušený;

Kp = 5, 6 - magnetická búrka;

Kp = 7, 8 - silná magnetická búrka;

Kp = 9 - veľmi silná geomagnetická búrka.

Jednou z kľúčových zručností každého HF DX lovca je schopnosť vyhodnotiť podmienky v akomkoľvek danom čase. Vynikajúce vysielacie podmienky, keď na pásmach počuť veľa staníc z celého sveta, sa môžu zmeniť tak, že pásma sú prázdne a hlukom a praskaním éteru sa predierajú iba jednotlivé stanice. Na pochopenie toho, čo a prečo sa deje v rádiu, ako aj na posúdenie jeho schopností v danom čase, sa používajú tri hlavné indexy: slnečný tok, Ap a Kp. Dobré praktické pochopenie toho, čo tieto hodnoty sú a čo znamenajú, je výhodou aj pre rádioamatéra s najlepšou a najmodernejšou sadou komunikačných zariadení.

Zemská atmosféra

Ionosféru možno považovať za niečo viacvrstvové. Hranice vrstiev sú skôr podmienené a sú určené oblasťami s prudkou zmenou úrovne ionizácie (obr. 1). Ionosféra má priamy vplyv na charakter šírenia rádiových vĺn, pretože v závislosti od stupňa ionizácie jej jednotlivých vrstiev sa môžu rádiové vlny lámať, to znamená, že trajektória ich šírenia prestáva byť priamočiara. Pomerne často je stupeň ionizácie dostatočne vysoký na to, aby sa rádiové vlny odrazili od vysoko ionizovaných vrstiev a vrátili sa na Zem. (obr. 2).

Podmienky prechodu rádiových vĺn na KV pásmach sa priebežne menia v závislosti od zmeny úrovní ionizácie ionosféry. Slnečné žiarenie, ktoré sa dostáva do horných vrstiev zemskej atmosféry, ionizuje molekuly plynu a vytvára kladné ióny a voľné elektróny. Celý tento systém je v dynamickej rovnováhe vďaka procesu rekombinácie, obrátenej ionizácii, kedy kladne nabité ióny a voľné elektróny vzájomne interagujúce opäť vytvárajú molekuly plynu. Čím vyšší je stupeň ionizácie (čím viac voľných elektrónov), tým lepšie ionosféra odráža rádiové vlny. Okrem toho, čím vyššia je úroveň ionizácie, tým vyššie môžu byť frekvencie, pri ktorých sú zabezpečené dobré prenosové podmienky. Úroveň ionizácie atmosféry závisí od mnohých faktorov, vrátane dennej doby, ročného obdobia a najdôležitejšieho faktora - cyklu slnečnej aktivity. Je spoľahlivo známe, že intenzita slnečného žiarenia závisí od počtu škvŕn na Slnku. V súlade s tým sa maximum žiarenia prijatého zo Slnka dosahuje počas období maximálnej slnečnej aktivity. Okrem toho sa v týchto obdobiach zvyšuje aj geomagnetická aktivita v dôsledku zvýšenia intenzity toku ionizovaných častíc zo Slnka. Zvyčajne je tento tok pomerne stabilný, ale v dôsledku erupcií, ktoré sa vyskytujú na Slnku, sa môže výrazne zvýšiť. Častice dosahujú blízkozemský priestor a interagujú s magnetickým poľom Zeme, spôsobujú jeho poruchy a vytvárajú magnetické búrky. Okrem toho môžu tieto častice spôsobiť ionosférické búrky, pri ktorých sa krátkovlnná rádiová komunikácia stáva obtiažnou a niekedy dokonca nemožnou.

Tok slnečného žiarenia

Množstvo známe ako slnečný tok je primárnym indikátorom slnečnej aktivity a určuje množstvo žiarenia, ktoré Zem dostane zo Slnka. Meria sa v jednotkách slnečného toku (SFU) a je určená úrovňou rádiového šumu vyžarovaného na frekvencii 2800 MHz (10,7 cm). Penticton Radio Astronomy Observatory v Britskej Kolumbii v Kanade túto hodnotu denne zverejňuje. Tok slnečného žiarenia má priamy vplyv na stupeň ionizácie a tým aj na koncentráciu elektrónov v oblasti F 2 ionosféry. Výsledkom je veľmi dobrá predstava o možnosti nadviazania rádiovej komunikácie na veľké vzdialenosti.

Hodnota slnečného toku sa môže pohybovať v rozmedzí 50 - 300 jednotiek. Malé hodnoty naznačujú, že maximálna využiteľná frekvencia (MUF) bude nízka a Všeobecné podmienky prenos rádiových vĺn bude slabý, najmä na vysokofrekvenčných pásmach. (obr. 2) Naopak, vysoké hodnoty slnečného toku indikujú dostatočnú ionizáciu, ktorá umožňuje nadviazať komunikáciu na veľké vzdialenosti pri vyšších frekvenciách. Malo by sa však pamätať na to, že pri vysokých hodnotách slnečného toku trvá niekoľko dní v rade, kým sa podmienky prechodu výrazne zlepšia. Zvyčajne počas období vysokej slnečnej aktivity slnečný tok prekročí 200 s krátkodobými výbuchmi až 300.

Geomagnetická aktivita

Existujú dva indexy, ktoré sa používajú na určenie úrovne geomagnetickej aktivity – A a K. Ukazujú veľkosť magnetických a ionosférických porúch. Index K ukazuje veľkosť geomagnetickej aktivity. Každý deň, každé 3 hodiny, počnúc 00:00 UTC, sa určujú maximálne odchýlky hodnoty indexu vzhľadom na hodnoty pre pokojný deň zvoleného observatória a vyberie sa najväčšia hodnota. Na základe týchto údajov sa vypočíta hodnota indexu K. Index K je kvázi-logaritmická hodnota, preto ho nemožno spriemerovať na získanie dlhodobého historického obrazu o stave magnetického poľa Zeme. Na vyriešenie tohto problému existuje index A, čo je denný priemer. Vypočítava sa celkom jednoducho - každé meranie indexu K, vykonané, ako je uvedené vyššie, s 3-hodinovým intervalom, podľa Tab. jeden

prevedené na ekvivalentný index. Hodnoty tohto indexu získané počas dňa sú spriemerované a výsledkom je hodnota indexu A, ktorá v bežných dňoch nepresahuje 100 a počas veľmi závažných geomagnetických búrok môže dosiahnuť 200 alebo dokonca viac. Hodnoty indexu A sa môžu pre rôzne observatóriá líšiť, pretože poruchy magnetického poľa Zeme môžu byť lokálneho charakteru. Aby sa predišlo nezrovnalostiam, indexy A získané na rôznych observatóriách sa spriemerujú a ako výsledok sa získa globálny index Ap. Rovnakým spôsobom sa získa hodnota indexu K p - priemerná hodnota všetkých indexov K získaných v rôznych observatóriách zemegule. Jeho hodnota medzi 0 a 1 charakterizuje pokojné geomagnetické prostredie, čo môže naznačovať prítomnosť dobré podmienky prechod na krátkovlnné pásma za podmienky dostatočne vysokej intenzity toku slnečného žiarenia. Hodnoty medzi 2 a 4 označujú mierne alebo dokonca aktívne geomagnetické prostredie, ktoré pravdepodobne nepriaznivo ovplyvní podmienky rádiových vĺn. Ďalej na stupnici 5 označuje menšiu búrku, 6 silnú búrku a 7 až 9 označuje veľmi silnú búrku, ktorá pravdepodobne nebude mať za následok žiadny prechod do HF. Napriek tomu, že geomagnetické a ionosférické búrky sú vzájomne prepojené, treba ešte raz poznamenať, že sú odlišné. Geomagnetická búrka je narušením magnetického poľa Zeme a ionosférická búrka je narušením ionosféry.

Interpretácia hodnôt indexov

Najjednoduchší spôsob, ako použiť hodnoty indexu, je zadať ich ako vstup do programu na výpočet prognózy šírenia rádiových vĺn. To vám umožní získať viac či menej spoľahlivú predpoveď. Vo svojich výpočtoch tieto programy berú do úvahy ďalšie faktory, ako sú cesty šírenia signálu, pretože účinok magnetických búrok bude pre rôzne cesty odlišný.

V prípade absencie programu je možné urobiť dobrú odhadovanú predpoveď nezávisle. Je zrejmé, že vyššie hodnoty indexu slnečného toku sú dobré. Vo všeobecnosti platí, že čím intenzívnejšie prúdenie, tým lepšie podmienky budú na vysokých KV pásmach, vrátane pásma 6 m. Treba však pamätať aj na prietok z predchádzajúceho dňa. Udržiavanie vysokých hodnôt počas niekoľkých dní zabezpečí vyšší stupeň ionizácie vrstvy F2 ionosféry. Zvyčajne hodnoty nad 150 zaručujú dobré HF pokrytie. vysoké úrovne geomagnetická aktivita má tiež nepriaznivé vedľajší účinok, čo výrazne znižuje MUF. Čím vyššia je úroveň geomagnetickej aktivity podľa indexov Ap a Kp, tým nižšia je MUF. Skutočné hodnoty MUF závisia nielen od sily magnetickej búrky, ale aj od jej trvania.

Záver

Neustále sledujte zmeny hodnôt indexov slnečnej a geomagnetickej aktivity. Tieto údaje sú dostupné na stránkach www.eham.net , www.qrz.com , www.arrl.org a mnohých ďalších a možno ich získať aj cez terminál pri pripojení k DX klastrom. Dobrý chod na HF je možný v obdobiach, keď solárny tok prekročí 150 na niekoľko dní, pričom Kp index zostáva pod 2. Keď sú splnené tieto podmienky, skontrolujte pásma – musí tam už fungovať nejaký dobrý DX!

Upravené podľa Understanding Solar Indices od Iana Poolea, G3YWX

Geomagnetické indexy À, K a Kp.

Pravidelné denné variácie magnetického poľa vznikajú najmä zmenami prúdov v ionosfére Zeme v dôsledku zmien osvetlenia ionosféry Slnkom počas dňa. Nepravidelné zmeny v magnetickom poli vznikajú vplyvom prúdu slnečnej plazmy (slnečného vetra) na magnetosféru Zeme, zmien v magnetosfére a interakcie magnetosféry a ionosféry.

.

Indexy geomagnetickej aktivity sú určené na popis zmien v magnetickom poli Zeme spôsobených týmito nepravidelnými príčinami. K-index je kvázi-logaritmický (zvyšuje sa o jednotku s približne dvojnásobným zvýšením rušenia) index vypočítaný z údajov konkrétneho observatória počas trojhodinového časového intervalu. Index zaviedol J. Bartels v roku 1938 a predstavuje hodnoty od 0 do 9 pre každý trojhodinový interval (0-3, 3-6, 6-9 atď.) svetového času. Na výpočet indexu sa berie zmena magnetického poľa v trojhodinovom intervale, odpočíta sa od nej pravidelná časť, určená pokojnými dňami a výsledná hodnota sa pomocou špeciálnej tabuľky prevedie na K-index.

Keďže magnetické poruchy sa na rôznych miestach zemegule prejavujú rôznym spôsobom, každé observatórium má svoju vlastnú tabuľku, skonštruovanú tak, že rôzne observatóriá v priemere dávajú rovnaké indexy počas dlhého časového intervalu.

Pre observatórium v ​​Moskve je táto tabuľka uvedená takto:

Variácie

Ap je lineárny index (niekoľkonásobné zvýšenie perturbácie dáva rovnaký nárast indexu) a v mnohých prípadoch má použitie indexu Ap väčší fyzikálny zmysel.

Kvalitatívne možno stav magnetického poľa v závislosti od indexu Kp približne charakterizovať takto:

Planetárne indexy Kp a Ap sú dostupné od roku 1932 a možno ich získať na požiadanie cez FTP od

G Geomagnetická búrka je narušenie geomagnetického poľa trvajúce niekoľko hodín až niekoľko dní. Geomagnetické búrky sú jedným z typov geomagnetickej aktivity. Sú spôsobené príchodom rozrušených prúdov slnečného vetra do blízkosti Zeme a ich interakciou s magnetosférou Zeme. Geomagnetické búrky spôsobujú rýchle a silné zmeny v magnetickom poli Zeme, ku ktorým dochádza v obdobiach zvýšenej slnečnej aktivity. Tento jav je jedným z najdôležitejších prvkov slnečno-pozemskej fyziky a jej praktickej časti, zvyčajne označovanej pojmom „vesmírne počasie“.

V dôsledku slnečných erupcií je do vesmíru vyvrhnuté obrovské množstvo hmoty (hlavne protóny a elektróny), z ktorých časť sa pohybuje rýchlosťou 400 – 1000 km/s za jeden alebo dva dni do zemskej atmosféry. Magnetické pole Zeme zachytáva nabité častice z vesmíru. Príliš veľa toku častíc narúša magnetické pole planéty, čo spôsobuje, že charakteristiky magnetického poľa sa rýchlo a výrazne menia.

G-index je päťbodová stupnica sily magnetických búrok, ktorú v novembri 1999 zaviedol americký Národný úrad pre oceán a atmosféru (NOAA). G-index charakterizuje intenzitu geomagnetickej búrky vplyvom zmien magnetického poľa Zeme na ľudí, zvieratá, elektrotechniku, komunikáciu, navigáciu atď.

Magnetické búrky ovplyvňujú aj zdravie a pohodu ľudí. Sú nebezpečné v prvom rade pre tých, ktorí trpia arteriálnej hypertenzie a hypotenzia, srdcové choroby. Približne 70 % infarktov, hypertenzných kríz a mozgových príhod sa vyskytuje počas slnečných búrok.

Magnetické búrky sú často sprevádzané bolesťami hlavy, migrénami, búšením srdca, nespavosťou, zlým zdravotným stavom, zníženou vitalita, poklesy tlaku. Vedci to pripisujú skutočnosti, že pri kolísaní magnetického poľa sa kapilárny prietok krvi spomaľuje a dochádza k hladovaniu tkanív kyslíkom.

Sovietsky biofyzik A.L. Čiževskij Vo svojej monografii „Earth echo of solar storms“ analyzoval rozsiahly historický materiál a našiel koreláciu medzi maximami slnečnej aktivity a masívnymi kataklizmami na Zemi. Z toho bol urobený záver o vplyve 11-ročného cyklu slnečnej aktivity (periodický nárast a pokles počtu slnečných škvŕn) na klimatické a sociálne procesy na Zemi. Chizhevsky zistil, že v období zvýšenej slnečnej aktivity (veľký počet škvŕn na Slnku) sa na Zemi vyskytujú vojny, revolúcie, prírodné katastrofy, katastrofy, epidémie a zvyšuje sa intenzita rastu baktérií („Chizhevsky-Velkhoverov efekt“). .