Как сделать прогноз прохождения
Г. ЛЯПИН (UA3AOW)
KB РАДИО № 4, 1992 г.
В этой статье предлагаются простые методы прогнозирования прохождения коротких волн на срок от нескольких дней до нескольких недель. Они могут быть успешно применены для прогноза слышимости вещательных KB станций в вашем регионе. Методы базируются на данных о солнечной активности и состояния магнитного поля Земли.
До недавнего времени активность Солнца определялась только по количеству пятен на его видимой стороне. Астрономом Цюрихской обсерватории Р. Вольфом была предложена формула для нахождения некоторого числа (оно получило название числа Вольфа — W), которое и стали использовать для оценки активности Солнца. Числа Вольфа на солнечных обсерваториях определяют каждый день, затем их усредняют за каждый месяц и за год. График изменения среднегодинных относительных чисел Вольфа впервые построили в той же Цюрихской обсерватории. Оказалось, что изменение солнечной активности происходит периодически, причем этот период (или цикл) в среднем составляет 11,7 года. Продолжительность самого короткого цикла была семь лет, а самого длинного — шестнадцать.
Однако в настоящее время более объективным и точным способом определения солнечной активности считается измерение мощности потока радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 см (2800 МГц).
Отмечено, что чем выше мощность потока этого радиоизлучения (и чем больше число Вольфа), тем сильнее ультрафиолетовое излучение Солнца и тем лучше прохождение коротких волн. Однако необходимо учитывать еще воздействие на прохождение и протонов, входящих в состав солнечного излучения. Обычно они имеют скорость 300...600 км/с, так что их путь до Земли занимает трое- четверо суток. Но в случае солнечных вспышек, обычно происходящих в районе концентрации пятен, поток протонов из этих областей имеет большую скорость и достигает Земли за 20...40 часов.
Для дальнего приема вещательных станций это оканчивается печально. На Земле развивается магнитная буря, которая вызывает возмущение ионосферы. (Об этом рассказывалось в статье В. Мигулина «Солнце и жизнь», опубликованной в журнале «Радио» № 7 за 1991 г.) Сигналы станций в месте приема ослабляются, появляются замирания и, в конце концов, прием становится совершенно невозможен. Активность магнитного поля Земли регистрируется большим количеством геомагнитных обсерваторий на разных широтах в различных точках земного шара. В практике широко применяются два родственных индекса — Ар и К.
Мировой или планетарный А индекс является суточной характеристикой магнитного поля и получается усреднением данных от нескольких геомагнитных обсерваторий, расположенных в разных пунктах Земли. Неспокойное магнитное поле возмущает ионосферу не сразу, а, как правило, постепенно. Поэтому сегодняшняя величина Ар может характеризовать ионосферу на завтра.
Более приближенным к реальному времени является К-индекс, который обычно определяется на всех геомагнитных обсерваториях и характеризует состояние магнитного поля Земли за прошедшие 3 часа текущих суток.
К- индекс определяется по мировому времени (UT) за следующие интервалы: 0—3, 3—б, 6—9, 9—12, 12—15, 15—18, 18—21, 21—24 часа. Как видите, за сутки набирается восемь К- индексов. Самое спокойное магнитное поле характеризуется нулевым К- индексом, а самому возмущенному соответствует К = 9. Приблизительная зависимость между К- индексами и Ар показана в табл. 1.
Таблица 1.
| К | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Ар | 0 | 4 | 7 | 15 | 27 | 48 | 80 | 140 | 240 | 400 |
Например, если все восемь К- индексов были равны 7, то Ар за эти же сутки будет равен 140. Правда, происходит это редко, как правило, только в годы максимума солнечной активности. Ну, а такого, чтобы за сутки все К- индексы были одинаковыми, практически не бывает.
Чем выше величины К-индексов, тем хуже прохождение. Обычно при К- индексах от 0 до 3 включительно магнитное поле можно считать спокойным и прохождение устойчивым (хорошим). При К-индексах от 4 до б прохождение будет неустойчивым, ну а при К- индексах 7 и выше прохождение KB будет плохим (или его не будет совсем).
Поток солнечного радиоизлучения, или число Вольфа, характеризует степень ионизации ионосферы. А каждый из геомагнитных индексов характеризует активность магнитного поля Земли. Все вместе эти данные могут охарактеризовать условия прохождения KB радиоволн.
Рис. 1. Взаимозависимость между солнечной активностью, состоянием магнитного поля Земли и условиями прохождения коротких волн
На рис. 1 графически показана взаимозависимость между солнечной активностью (Р10,7 — мощность потока радиоизлучения на длине волны 10,7 см; W — число Вольфа), состоянием магнитного поля (А , К) и условиями прохождения КВ. Число Вольфа на текущий месяц можно взять из «Прогноза прохождения радиоволн», опубликованного в журнале «Радио». Если солнечная активность двух соседних месяцев заметно отличается, то на период, охватывающий конец одного и начало другого месяца, число Вольфа определяется как среднеарифметическое этих двух месяцев.
Что же подразумевается под оценкой условий прохождения (плохое, хорошее)? Прежде всего, она относится не к какому-то конкретному диапазону, а ко всем KB диапазонам вместе. При хорошем прохождении прослушивается работа практически на всех KB диапазонах, при соответствующей солнечной активности. Магнитное поле и ионосфера спокойны. Возможен прием очень удаленных станций, то есть наблюдается двух-трех и более скачковое распространение (точка А на рис. 1).
Но вот прохождение ухудшилось. На высокочастотных диапазонах станций либо не слышно вообще, либо это «местные» станции, то есть отстоящие от места приема не более чем на один скачок. Ионосфера не спокойна. Прием станций сопровождается замираниями.
Ну а при плохом прохождении станции на высокочастотных диапазонах не слышны вовсе, а на низкочастотных только «местные» станции, да и те с большими замираниями (точка Б на рис. 1).
При больших же К-индексах на KB диапазонах не наблюдается работа сколько-нибудь удаленных станций (точка В на рис. 1).
Однако во всех случаях плохого прохождения в ионосфере могут складываться условия, при которых в средних широтах временами появляются сигналы станций, расположенных южнее или даже в районе экватора.
Что касается данных о состоянии магнитного поля Земли, то с получением этих величин дело обстоит несколько сложнее.
Ежедневно на частотах 6700, 7450, 11 275 и 13360 кГц начиная с 13.25 MSK через радиостанцию «REM-4» в телефонном режиме (AM) передается ионосферная сводка. Она следует после консультации по синоптической карте погоды. Для вас наибольший интерес будет представлять пятидневный прогноз магнитной возмущенности, который передается кодом МАГХА ПРОГНОЗ (МАГХА — МАГниткая ХАрактеристика). После слова ПРОГНОЗ следует группа из пяти цифр, например: 13 432. Цифрами обозначается прогнозируемое состояние магнитного поля Земли на каждые сутки пятидневки по пятибалльной системе (табл. 2).
Таблица 2
| Балл | Характеристика магнитного поля | Интервал Ар |
| 0 | Очень спокойно | 0...7 |
| 1 | Спокойно | 8...14 |
| 2 | Неустойчиво | 15...19 |
| 3 | Слабо возмущено | 20...29 |
| 4 | Умеренно возмущено | 30...49 |
| 5 | Сильно возмущено | >50 |
В радиосводке пятого числа каждого месяца сообщается прогноз с б-го по 10-е числа, десятого числа—с 11-го по 15-е и т. д. В радиосводке 30-го (31) числа сообщается прогноз с 1-го по 5-е числа следующего месяца. После того, как вы записали прогноз МАГХА из радиосводки, вы можете определить условия прохождения на несколько дней вперед с помощью табл. 1.
Радиолюбители, работающие на УКВ, в периоды магнитных бурь часто ведут связи через «Аврору», используя полярные сияния в качестве огромного космического экрана, отражающего ультракороткие волны. Не которые из них определяют периоды магнитных бурь, наблюдая за диском Солнца через бинокль или подзорную трубу с очень плотным светофильтром (это достоточно делать один раз в день). Пятна на Солнце видны довольно хорошо, и присутствие их около центрального меридиана будет сигнализировать о магнитной буре на Земле. Вас же в первую очередь будет интересовать отсутствие пятен и соответственно спокойное состояние магнитного поля. Можно с уверенностью рекомендовать попробовать и этот способ в своей работе по приему DX-станций.
Есть еще один метод прогнозирования периодов плохого (или хорошего) прохождения на более длительный срок, чем несколько дней. Суть его заключается в следующем.
Солнце делает полный оборот в среднем за 27,3 дня. Пятна на Солнце могут «жить» в течение нескольких оборотов, раз за разом пересекая центральный меридиан Солнца и устраивая на Земле очередную магнитную бурю. Если вы регулярно наблюдаете за работой KB станций, то вам не трудно будет ежедневно производить оценку прохождения хотя бы по трехбалльной шкале:
отлично — 5; так себе — 3, совсем плохо — 1.
Этого будет достаточно, чтобы за месяц построить график зависимости прохождения радиоволн от чисел месяца, в любых произвольных величинах (рис. 2). Теперь достаточно отсчитать несколько раз по 28 дней вдоль оси времени и вы определите периоды, когда будет хорошее (или плохое) прохождение. Этот метод особенно хорошо реализуется в периоды, когда Солнце не очень активно. На практике случалось этим методом отслеживать группу пятен в продолжении до семи оборотов Солнца.
Рис. 2. График оценки прохождения волн за один оборот Солнца, с помощью которого можно легко определить периоды хорошего (или плохого)прохождения на несколько месяцев вперед
г. Москва