manchas solares ciclo 25

Ciclo solar 25 y aumento de manchas solares: No todo son buenas noticias

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Cuando miramos el panorama completo, las capas D y E de la ionosfera pueden presentar algunos desafíos.

La comunidad de radioaficionados se está entusiasmando con el inicio del Ciclo Solar 25. Los radioaficionados están operando en las bandas de frecuencias más altas y están obteniendo algunos resultados, además de hablar sobre mejores condiciones en las bandas de 20 a 10 metros.

Los números más altos de manchas solares traerán el retorno de más señales en las bandas de onda corta de frecuencia más alta, sin embargo, una mayor actividad solar también afecta las bandas de frecuencia más baja (y no siempre para mejor).

Los peores efectos ocurren durante el día, así que me centraré en los caminos diurnos en las latitudes medias. Las cifras que he incluido se hicieron para las condiciones de marzo en el centro de los EE. UU. Utilizando datos generados por las predicciones de propagación del Programa de análisis de cobertura de Voice of America (VOACAP) (www.voacap.com).

Cualquier tutorial de propagación mencionará las tres capas de la ionosfera: D, E y F. Cuando aumenta la actividad solar, las tres capas se vuelven “más gruesas” y tienen más electrones por unidad de volumen. Los electrones adicionales en la capa F desvían las frecuencias más altas hacia atrás a la Tierra, lo que permite contactos de larga distancia. Esto puede parecer positivo, pero debemos mirar el panorama completo, incluidas las otras dos capas.

Señales de radio diurnas

La región más baja de la ionosfera es la capa D, y su efecto sobre las ondas de radio no es muy bueno. Cuando se vuelve más grueso, las ondas que pasan a las capas E y F se debilitan.

Esta capa tiene más átomos neutros que electrones. Cuando una onda lo atraviesa, el campo E de la onda mueve electrones hacia adelante y hacia atrás. Los electrones chocan con los átomos neutros y pierden energía. Cuantos más electrones haya, más se producen colisiones con pérdidas, lo que debilita las señales.

La capa D desaparece principalmente por la noche y ya no debilita las señales de banda baja. Las transmisiones AM distantes y las señales de 160 y 80 metros se vuelven más fuertes.

Un número de manchas solares (SSN) de 100 significa que la capa D más gruesa debilita las señales diurnas más que cuando las manchas solares son bajas. La Figura 1 es un gráfico de la pérdida total en un camino de 200 millas en 80 metros para SSN altos y bajos.

La pérdida a las 12 P.M. es de 30 dB (1000 veces) más con un SSN de 100 que con un SSN de 10. Si ha estado operando 80 metros entre las 10 A.M. y las 2 P.M. Durante los últimos 5 años, estará en shock cuando sube el SSN. Puede culpar a la capa D por la gran pérdida de señales diurnas.

Algunos debilitamientos continúan incluso hasta la noche, cuando muchas redes están activas. La capa D más gruesa puede debilitar las señales en otras bandas, pero es más grave en las bandas de 160, 80 y 60 metros, y sigue siendo significativa en 40 y 30 metros.

Efectos de una capa E más gruesa

La capa E también se vuelve más gruesa a medida que aumentan las manchas solares. Esto causa otro problema que se suma a la pérdida de la capa D.

La Figura 2 es un gráfico de la relación señal-ruido frente a la distancia para 40 metros con alta y baja actividad solar. Para distancias entre 300 y 500 millas, la señal con un SSN de 10 (línea azul) es aproximadamente 10 dB más fuerte que la señal con un SSN de 100 (línea roja).

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Figura 2 – Distancia frente a la intensidad de la señal en 40 metros durante el día.

Esta es de nuevo esa horrible capa D de absorción. Además, ambas curvas muestran una distancia en la que se produce una caída pronunciada. Con un SSN de 10, esto es aproximadamente 600 millas. Con un SSN de 100, el punto de descenso empinado se mueve a aproximadamente 460 millas. Esto representa una pérdida de casi la mitad del área de cobertura.

Para trayectos más cortos, la curva que representa SSN 10 cae (línea de puntos). Esto se debe a que no hay suficiente ionización en la capa F para dar un retorno sólido a las señales de ángulo alto. Esto puede causar un cierre en una zona donde no se escuchan señales, aunque se escuchen señales distantes. Esto se denomina “zona de omisión”. Con un SSN de 100, la zona de salto diurno se ha ido a 40 metros, pero en general las señales son más débiles y el alcance máximo es menor. La cobertura cercana es mejor, pero las estaciones distantes se pierden.

Esta fuerte caída en la señal a 460 y 600 millas es causada por la capa E, como se muestra en la Figura 3. Una señal de 60 ° o 45 ° (onda celeste de incidencia casi vertical) desde el punto del transmisor (punto T en la figura) va a través de las capas D y E, rebota en la capa F y desciende en los puntos A o B. Las señales enviadas a 30 ° llegarían al punto E si la capa E no fuera lo suficientemente gruesa para reflejarlas.

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figura 3 – La capa E de la ionosfera bloquea las señales de ángulo bajo.

También se bloquean todas las señales de ángulo inferior. No podemos llegar al punto E a través de un salto desde la capa F, y para llegar al punto D o E, se debe usar la capa E. Esto pasa a través de la capa D con pérdida a través de un camino inclinado más largo.

Para la distancia donde un ángulo crítico en la capa E refleja en lugar de pasar la onda, la fuerza de la señal cae drásticamente. El uso de dos saltos E o F significaría cuatro viajes a través de la capa D con el doble de pérdida.

Mientras que la E esporádica a veces puede producir un DX inusual en 10 y 6 metros, una capa E más gruesa normalmente hace más daño que bien a la propagación de onda corta. Al bloquear las señales para que no lleguen a la capa F, limita la distancia máxima recorrida.

Es posible que las redes diurnas de cuarenta metros tengan que hacer algunos ajustes a medida que las manchas solares van desde cerca de 0 hasta el máximo. Esto puede significar cambiar las horas de operación o pasar a una banda más alta.

Elegir lo mejor
Banda para funcionamiento diurno

A medida que se abren las bandas superiores, las bandas inferiores empeorarán en general (especialmente durante el día), debido a las mayores pérdidas de la capa D y al mayor efecto de bloqueo de la capa E. Anticipándose a estos cambios, los operadores pueden planificar y utilizar la banda más adecuada para una actividad determinada.

En la planificación de la propagación, se utiliza FOT (frecuencia de transmisión óptima). Ésta es la frecuencia que se predice más confiable entre dos puntos. Varía según la hora del día, la latitud, la estación, la actividad de las manchas solares y la distancia.

La Figura 4 muestra que la FOT diurna cambia a medida que aumentan las manchas solares. Muestra que con un SSN de 10, 5 MHz es óptimo hasta 250 millas, moviéndose a 7 MHz para 400 millas y 14 MHz para 1,000 millas.

Con un SSN de 100, 7 MHz es mejor hasta 250 millas, 10 MHz para 470 millas y 14 MHz a 800 millas. Cuando el SSN pasa de 10 a 100, el FOT aumenta aproximadamente la diferencia entre una banda y la siguiente. Por lo tanto, al subir una banda durante los años de altas manchas solares, se debería tener una cobertura similar.

Figura 4 – Frecuencia de transmisión óptima (FOT) versus distancia, diurno y latitudes medias.

El problema de pasar a la siguiente banda superior es que 60 y 30 metros tienen sus limitaciones. Lo ideal sería moverse de 75 a 60 metros, de 60 a 40 metros y de 40 a 30 metros. Sin embargo, las redes SSB en 40 metros no pueden moverse a 30 metros, y habría congestión si todas las redes de 75 metros intentaran llegar a 60 metros. En algunos casos, es posible pasar de 75 a 40 metros, y algunas redes lo han hecho en el pasado.

No es ideal, ya que el aumento de frecuencia es mayor de lo necesario para mantener una cobertura similar.

Una red CW de 40 metros que se mueva a 30 metros funcionaría bien. Cuando no es práctico ir a una banda más alta, la siguiente mejor opción es cambiar la hora del día. La operación en 160 metros tendrá que avanzar hacia las horas de la tarde, porque la propagación diurna muere rápidamente con la luz solar. Los mosquiteros matutinos de 75 y 40 metros o contactos de mayor duración pueden tener que trasladarse a horas más tempranas y los mosquiteros de la tarde a horas posteriores.

6 metros brilla durante los picos del ciclo solar

Jon Jones, N0JK

Los números altos de manchas solares (SSN) ayudan a los operadores de VHF con la propagación ionosférica F2 (salto F2) en 6 metros. Este tipo de propagación implica la refracción de señales de radio de la capa F2 de la ionosfera, que se encuentra a unas 200 millas (330 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra.

La radiación ultravioleta del sol puede ionizar intensamente esta capa, y las señales se pueden refractar hasta 2000 – 3000 millas (3200 – 5000 kilómetros) de una refracción o “salto”. Se pueden producir varios saltos en las condiciones adecuadas, lo que permite que las señales superen las 12.000 millas (19.000 kilómetros) con poca pérdida. Es uno de los modos más emocionantes de la radioafición.

Pero hay desventajas de VHF durante un pico de ciclo solar. La absorción ionosférica de las capas D, E y F, así como la rotación de Faraday (rotación de polarización de las señales a través de las capas ionosféricas), aumenta. Las erupciones solares pueden causar “apagones” de radio ionosférica. La absorción disminuye las señales ya débiles de la comunicación Tierra-Luna-Tierra (EME), y la rotación de Faraday de las señales de radio puede causar un “bloqueo” con pérdida total de recepción.

Si el ciclo solar 25 es similar en magnitud al ciclo 24, ocurrirá alguna propagación interesante en 6 metros, incluyendo F2 y propagación transecuatorial (TEP). La TEP implica señales de refracción de “protuberancias” altamente ionizadas ubicadas a unos 15 grados al norte y al sur del ecuador geomagnético. Esto permite que las señales de radio HF y VHF crucen el ecuador geomagnético con bajas pérdidas.

Pasarán un par de años antes de que la gente pueda comenzar a esperar cualquier propagación de la capa F en 50 MHz. Mientras tanto, ahora se está produciendo una propagación rara en 6 metros. El E / TEP esporádico se produce cuando los lúpulos E esporádicos pueden enlazarse con el TEP, cubriendo potencialmente miles de millas.

La alta frecuencia máxima utilizable (MUF) en la capa F2 crítica para la propagación de 6 metros ocurre durante los meses de otoño, invierno y principios de primavera en el hemisferio norte. Seis metros no se abrirán para F2 durante el verano, incluso en el pico del ciclo solar. Esto se llama anomalía invernal. El gráfico muestra un camino desde la costa este a oeste en los EE. UU. Con ambas líneas que representan la capa F2.

manchas solares ciclo 25 banda de 6 metros

La línea roja es la MUF para un SSN de 100 y la línea azul es la MUF para un SSN de 10. La explicación generalmente aceptada para la anomalía es un aumento de oxígeno ionizado en relación con el nitrógeno en la capa F, debido a la circulación estacional en la ionosfera.

Conclusión

Ya sea que las manchas solares sean altas o bajas, podemos trabajar con la propagación en lugar de esperar a que mejore. Al comenzar el ciclo solar 25, las bandas inferiores seguirán siendo buenas por la noche. Durante el día y temprano en la noche, los caminos en las bandas más altas serán muy emocionantes.

Con las herramientas de predicción y seguimiento que tenemos, deberíamos poder anticiparnos y realizar un seguimiento de lo que está sucediendo. Hacer lo que podamos ahora nos ayudará a utilizar las nuevas condiciones para nuestro mejor beneficio.

John Stanley, K4ERO y Ruth Stanley, WB4LUA, realizaron ingeniería de transmisión durante 45 años, realizaron investigaciones ionosféricas, enseñaron y ayudaron a estaciones de radio de todo el mundo a encontrar las mejores frecuencias para sus transmisiones de onda corta.

John y Ruth han tenido muchos distintivos de llamada en algunas de las docenas de países en los que han trabajado. Como asesor técnico de ARRL, John ha contribuido a muchas publicaciones de ARRL. Ahora jubilados en su casa autónoma y autónoma en Lookout Mountain en el noroeste de Georgia, están involucrados en el trabajo de la iglesia, la redacción y la consultoría.

John sigue el ritmo de sus viejos amigos en 75 metros y toca con modos digitales en muchas bandas. Puede ser contactado en jnrstanley_alum.mit.edu

Para obtener actualizaciones de este artículo, consulte la Revista QST Magazine

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