المجموعات

انتشار الراديو الشفقي

انتشار الراديو الشفقي

يمكن أن يكون مشهد الشفق القطبي في السماء ليلًا مثيرًا للإعجاب ، حيث يأخذ شكل توهجات ملونة جميلة متغيرة السماء برشاقة. عادة ما تكون الألوان خضراء وحمراء ، على الرغم من أنه في بعض الأحيان يمكن رؤية صبغات مزرقة. بالنسبة لكثير من الناس ، يعد الشفق القطبي مشهدًا جميلًا يمكن رؤيته ولكنه أيضًا مؤشر على نشاط في السماء يمكن أن يؤدي أيضًا إلى بعض التغييرات الدراماتيكية في الانتشار الراديوي. بالنسبة لهواة الراديو ، قد يعني ذلك تدهور الأداء على نطاقات راديو الهواة على الموجات المترية (VHF) ، بينما في الموجات المترية (VHF) يمكن أن يوفر فرصة لشكل فريد من أشكال الانتشار الراديوي.

من أجل أن يتمكن هواة اللاسلكي من تحقيق أفضل استخدام لهذه الظواهر الراديوية ، من المفيد أن يكون لديك فهم لأسباب حدوثها وآليات كيفية انتشار الإشارات الراديوية في ظل هذه الظروف. للقيام بذلك ، من الضروري أولاً النظر إلى الشمس.

الشمس وتأثيرها على انتشار الراديو

تولد الشمس كمية هائلة من الطاقة ، بعضها يوفر لنا الضوء والحرارة هنا على الأرض. كما أنه يولد الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية التي لها تأثير على الانتشار الراديوي. ونتيجة لذلك ، يتشكل الغلاف الجوي المتأين في الغلاف الجوي العلوي ، مما يتيح انعكاس الموجات الراديوية ، أو انعكاسها بشكل صحيح إلى الأرض ، مما يتيح الاتصالات الراديوية العالمية على الموجات عالية التردد أو الموجات القصيرة.

مستويات الطاقة المنبعثة من الشمس ليست دائمًا ثابتة. وهذا بدوره يؤثر على حالة الأيونوسفير ، والذي بدوره يؤثر على الانتشار الراديوي عالي التردد. يمكن أن تعطي مراقبة الطاقة من الشمس مؤشراً جيداً عن حالة الاتصالات الراديوية ذات الموجة القصيرة ، ويمكن استخدام ذلك من قبل مستخدمي نطاقات الراديو HF بما في ذلك هواة الراديو ومحطات البث على الموجة القصيرة والمستخدمين التجاريين.

في بعض الأحيان ، تحدث اضطرابات كبيرة في الشمس ويمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على ظروف الانتشار الراديوي. يمكن أن تؤدي التوهجات الشمسية وغيرها من أشكال الاضطراب المعروفة باسم الانبعاث الكتلي الإكليلي إلى تغيير حالة الأيونوسفير تمامًا وتؤدي إلى نشاط شفقي.

من بين هذين النوعين من الاضطراب ، يُعتقد الآن أن الكتل الصغيرة والمتوسطة الحجم هي السبب الرئيسي للشفق القطبي. تتكون هذه الكتل الإكليلية المقذوفة من ثورات بركانية عملاقة على سطح الشمس تلقي بكميات هائلة من المواد في الفضاء ، إلى جانب حدوث زيادة هائلة في مستوى الإشعاع المنبعث.

في ظل الظروف العادية ، تبعث الشمس مادة وهذا يشكل ما يعرف بالرياح الشمسية. عندما تحدث CMEs ، تزداد الرياح الشمسية بشكل كبير وهذا يؤثر على الأرض عند وصولها.

تأثير الاضطرابات الشمسية على الانتشار الراديوي

الطريقة التي تتفاعل بها الرياح الشمسية مع الأرض معقدة للغاية. ينحرف بشكل أساسي عن المجال المغناطيسي للأرض ، على الرغم من أن البعض يدخل عبر المناطق المحيطة بالقطبين الشمالي والجنوبي حيث يدخل الحقل إلى الأرض. هذا أمر طبيعي ولا يلاحظ أي آثار غير مبررة.

عندما يكون هناك اضطراب شمسي ومستوى الرياح الشمسية تزداد التغيرات تحدث. العلامة الأكثر وضوحًا هي أن الشفق القطبي المرئي يحدث ويضيء السماء الشمالية أو الجنوبية. يحدث هذا لأن الجسيمات عالية الطاقة تدخل الغلاف الجوي للأرض على طول الخطوط المغناطيسية للقوة التي تدخل الأرض عند القطبين. أثناء السفر تتصادم مع جزيئات في الغلاف الجوي وتطلق أيونات موجبة وإلكترونات سالبة. عندما يحدث هذا ، يتم توليد كمية صغيرة من الضوء وهذا هو ما يسبب الشفق القطبي الشمالي والجنوبي.

الزيادة في الرياح الشمسية الناتجة عن الاضطراب لها تأثير كبير على الانتشار الراديوي ، وهذا بطبيعة الحال له أهمية كبيرة لهواة الراديو. وجد أن الجسيمات تمر عبر الأجزاء الخارجية من الأيونوسفير مع تأثير ضئيل. ولكن مع انخفاض الارتفاع ، يصلون إلى الطبقة E. هنا يبدأون في الاصطدام مع جزيئات الغاز ، وهذا يزيد من مستويات التأين في هذه المناطق إلى درجة كبيرة جدًا. والنتيجة هي أن التأين يعكس الإشارات بترددات أعلى بكثير من المعتاد. يمكن إنشاء الاتصالات بشكل جيد في جزء VHF من الطيف وأحيانًا تم اكتشاف الانعكاسات عند ترددات تصل إلى حوالي 1000 ميجا هرتز. هذا الرقم الأعلى استثنائي إلى حد ما على الرغم من أن الحد الأقصى العادي للاتصالات اللاسلكية للهواة يبلغ حوالي 430 ميجاهرتز.

لسوء حظ هواة الراديو عالي التردد ، تسافر العديد من جسيمات البلازما نزولاً إلى الطبقة D حيث تزداد مستويات التأين بشكل كبير مرة أخرى. هنا يعمل المستوى المتزايد من التأين على امتصاص موجات الراديو عند ترددات أعلى بكثير مما تتأثر عادة. بهذه الطريقة يمكن حجب الكثير من اتصالات النطاق العالي التردد.

لقد وجد أنه خلال مسار الشفق الطبيعي ، تتأثر المناطق القطبية أولاً ولهذا السبب غالباً ما يسمى الامتصاص Polar cap Absorption (PCA). عادةً ما يقتصر امتصاص الغطاء القطبي على خطوط العرض الأكبر من 60 ، على الرغم من أنه خلال بعض الأحداث الأكبر سيمتد ذلك باتجاه خط الاستواء.

تقدم حدث الشفق

على الرغم من أن الأحداث المختلفة ستختلف بشكل كبير من حدث إلى آخر ، إلا أن هناك العديد من أوجه التشابه. غالبًا ما يبدأ الحدث بعدد من التوهجات الصغيرة. يؤدي ذلك إلى زيادة مستوى الإشعاع الشمسي وهذا يؤدي إلى تحسين ظروف الراديو في النطاق عالي التردد. إلى جانب ذلك ، ترتفع ضوضاء الشمس أيضًا.

هذه التوهجات الصغيرة ليست سوى مقدمة للاضطراب الشمسي الذي يحدث يسبب اضطرابًا مفاجئًا في الغلاف الأيوني أو SID. عند هذه النقطة ، تغلق نطاقات الموجات الديكامترية (HF) للاتصالات الراديوية في الغلاف الجوي المتأين لفترة قصيرة. ومع ذلك ، فإنها سرعان ما تتعافى نظرًا لزيادة التدفق الشمسي. بعد حوالي 20 إلى 30 ساعة من النشاط الشمسي ، تضرب موجة صدمة الرياح الشمسية الأرض مسببة عاصفة مغناطيسية. تفشل الاتصالات اللاسلكية على نطاقات التردد العالي ويبدأ الحدث الشفقي الكامل. في هذه المرحلة ، يتم تعزيز الانتشار الراديوي بالموجات المترية ويمكن إجراء الاتصالات عبر مسافات تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات. ثم بعد أن وصلت إلى الذروة ، ينتهي الشفق وتتعافى نطاقات HF ببطء ، تصبح الترددات المنخفضة صالحة للاستعمال أولاً.


شاهد الفيديو: Madinah Live HD. بث مباشر. قناة السنة النبوية - Makkah Live الكريم (سبتمبر 2021).