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Índices solares: Índice de flujo solar A K Kp

Índices solares: Índice de flujo solar A K Kp

Como ondas electromagnéticas, y en este caso, señales de radio viajan, interactúan con los objetos y los medios en los que viajan. Mientras hacen esto, las señales de radio pueden reflejarse, refractarse o difractarse. Estas interacciones hacen que las señales de radio cambien de dirección y lleguen a áreas que no serían posibles si las señales de radio viajaran en línea directa.

La propagación de radio ionosférica es notoriamente cambiante. Sin embargo, para muchas aplicaciones es necesaria la predicción de la propagación de radio. Por ejemplo, tanto para la radiodifusión como para los usuarios de enlaces de radiocomunicaciones de dos vías que utilizan las bandas de HF, así como comunicaciones de radio móviles, comunicaciones de radio marítimas y muchos otros usuarios de radio punto a punto, un conocimiento de los patrones de propagación que estarán en la existencia en un momento determinado son casi imprescindibles. De esta forma, los usuarios de radiocomunicaciones que requieran propagación a través de la ionosfera pueden elegir los mejores horarios y frecuencias para establecer sus radiocomunicaciones.

Predicción de la propagación de radio

Hay muchos indicadores que permiten predecir las condiciones de propagación de radio en ondas decamétricas. Sin embargo, son los indicadores del nivel de radiación solar y la actividad geomagnética los que dan las mejores pistas sobre el posible estado de las condiciones de propagación de las comunicaciones por radio a través de la ionosfera. Los principales índices solares son el flujo solar y los índices geomagnéticos conocidos como índices A y K. Usando estos es posible deducir manualmente cómo pueden ser las condiciones. Sin embargo, existen varios paquetes de software de predicción de propagación de radio disponibles. Estos tienen en cuenta los diversos índices junto con la posición en el globo, la hora del día, la estación y la posición en el ciclo de las manchas solares.

Flujo solar

Uno de los principales indicadores de la actividad solar utilizado para la predicción de la propagación de radio se conoce como flujo solar y tiene un impacto importante en las condiciones de propagación de las comunicaciones por radio. Proporciona una indicación del nivel de radiación que se recibe del sol. Este índice solar se mide detectando el nivel de ruido de radio emitido a una frecuencia de 2800 MHz (10,7 cms). El índice se cotiza en términos de Unidades de flujo solar (SFU). Una SFU tiene las unidades 10-22 Vatios por metro2 por Hz.

El nivel de radiación solar varía en todo el mundo. Incluso cuando se han aplicado factores de corrección, no es fácil poder proporcionar una serie consistente de cifras. Para superar esto, el estándar se toma como la lectura del Penticton Radio Observatory en British Columbia, Canadá. Por tanto, estas cifras son de gran interés para la predicción de la propagación por radio ionosférica.

El nivel de radiación ionizante que se recibe del Sol es aproximadamente proporcional al flujo solar. Existe una relación estadística más que directa porque el nivel de ruido de radio recibido a 2800 MHz es aproximadamente un millón de veces menor en intensidad que el de la radiación que crea la ionización en la ionosfera. Sin embargo, el flujo solar proporciona una buena aproximación de primer orden, particularmente para la región F que es responsable de la mayor parte de la propagación de las comunicaciones de radio ionosféricas de larga distancia. La mejor correlación es con los niveles del Número de manchas solares suavizadas (SSN).

Es posible relacionar el número de manchas solares diarias con el flujo solar. Hay varias ecuaciones disponibles, pero la que se proporciona a continuación es sencilla y lo suficientemente precisa para la mayoría de los propósitos:

SolunrFltuX(SFU)=73.4+0.62R

Donde R es la mancha solar diaria o el número de Wolf.

Una ecuación un poco más precisa, aunque más complicada, indica que la relación entre los dos valores no es totalmente lineal.

SolunrFltuX(SFU)=63.7+0.728R+0.00089R2

Los valores del flujo solar varían en un amplio rango. En su nivel más bajo (típicamente durante los períodos de los mínimos de manchas solares) pueden ser tan bajos como 50 pero se elevan a valores máximos de alrededor de 300 (alrededor de los tiempos de los máximos de manchas solares).

Como los valores de flujo solar proporcionan una indicación del nivel de ionización en la ionosfera. A su vez, esto da una indicación de cuál puede ser la frecuencia máxima utilizable (MUF) para las comunicaciones por radio. Los valores bajos de flujo solar indican que las cifras de MUF pueden ser bajas. Los valores altos de flujo solar indican que la MUF puede ser mayor. Debe recordarse que debe haber varios días consecutivos de alta radiación solar sostenida con ausencia de perturbaciones solares para MUF altas para comunicaciones de radio en banda de HF.

Índices geomagnéticos

Aparte del flujo solar, otra influencia importante en la ionosfera y, por tanto, en la predicción de la propagación de radio es el nivel de actividad geomagnética. Si bien la actividad geomagnética es una medida del estado del campo magnético de la Tierra, esto a su vez está influenciado por el Sol. Para indicar el estado de la actividad geomagnética, se utilizan dos índices que están relacionados entre sí:

  • Índice K
  • un índice

Aunque son diferentes, estos dos índices dan indicaciones de la gravedad de las fluctuaciones magnéticas y, por tanto, del nivel de perturbación de la ionosfera.

Índice K

El índice K es una medida de tres horas de la variación del campo magnético de la Tierra en comparación con las condiciones de "día tranquilo". La medición se realiza con un magnetómetro. Esto indica la variación del flujo magnético en nanoTeslas. Luego, esta lectura se convierte al índice K. La relación es cuasi logarítmica, es decir, casi directamente proporcional en una escala logarítmica.

El índice K se mide en muchos lugares diferentes del mundo. El campo magnético varía en todo el mundo y, en consecuencia, se crea un valor diferente para el índice K en cada estación de medición. Debido al hecho de que el campo magnético varía de diferentes formas en todo el mundo dependiendo de la forma en que se ve afectada la magnetosfera, no es posible tener una relación simple entre una estación y un índice K global. En cambio, los índices K individuales se promedian en todo el mundo para dar lo que se denomina índice Kp o K planetario.

Índice Kp

El índice planetario o Kp tiene valores que oscilan entre 0 y 9. Los valores del índice kp dan una buena indicación de la actividad geomagnética: los valores entre 0 y 1 indican condiciones magnéticas tranquilas y no darían lugar a prácticamente ninguna degradación en las comunicaciones de radio en banda de HF condiciones. Los valores del índice kp entre 2 y 4 proporcionan una indicación de condiciones magnéticas inestables que indican la posibilidad de alguna degradación en las bandas de HF para las comunicaciones por radio. Un valor de 5 significa una tormenta menor y 6 una mayor. Los valores hasta el 9 indican un empeoramiento constante de las condiciones, y el 9 representa una gran tormenta que probablemente resulte en un apagón en la propagación ionosférica de HF durante varias horas.

Un índice

El índice A es una medida lineal del campo terrestre. Como resultado de esto, sus valores se extienden sobre un rango mucho más amplio. Se deriva del índice K escalando para dar un valor lineal que se denomina índice "a". Esto luego se promedia durante el período de un día para obtener el índice A. Al igual que el índice K, los valores se promedian en todo el mundo para obtener el índice Ap planetario.

Los valores para el índice A varían hasta 100 durante una tormenta y pueden aumentar hasta 400 en una tormenta geomagnética severa.

Una relación índice e índice Kp

Aunque el índice A y el índice K son valores diferentes, es posible relacionar estos índices entre sí. En la tabla siguiente se da un resumen de esta relación.

Relación entre el índice Kp y un índice
Índice apÍndice KpDescripción
00Tranquilo
41Tranquilo
72Inestable
153Inestable
274Activo
485Tormenta menor
806Gran tormenta
1327Tormenta severa
2088Tormenta muy importante
4009Tormenta muy importante

Las tormentas geomagnéticas e ionosféricas están muy relacionadas. Sin embargo, son efectos separados. Las tormentas geomagnéticas se relacionan con perturbaciones del campo magnético de la Tierra y las tormentas ionosféricas se relacionan con perturbaciones de la ionosfera. Sin embargo, se encuentra que las tormentas geomagnéticas a menudo conducen a tormentas ionosféricas, pero no en todas las ocasiones.

Interpretando las figuras

La forma más sencilla de utilizar estas cifras para la predicción de la propagación de radio es introducirlas en el software de predicción de la propagación de radio. Esto proporcionará la predicción más precisa de lo que podría estar sucediendo. Estos programas tomarán en cuenta factores como las rutas de las señales porque algunos cruzarán los polos y se verán mucho más afectados por las tormentas que las que atraviesan el ecuador.

Sin embargo, todavía es posible obtener una buena idea de lo que significan las cifras en términos de propagación de radio para todas las formas de comunicaciones de radio que utilizan la propagación ionosférica simplemente evaluándolas mentalmente. Obviamente, se necesitan altos niveles de flujo solar para una buena propagación de las comunicaciones por radio. Generalmente, cuanto mayor sea el flujo, mejores serán las condiciones. Sin embargo, los niveles deben mantenerse durante algunos días. De esta manera, se acumulará el nivel general de ionización en la capa F2. Normalmente, valores de 150 y más asegurarán buenas condiciones de propagación de HF, aunque niveles de 200 y más asegurarán que estén en su punto máximo. De esta manera, se elevarán las frecuencias máximas utilizables, lo que proporcionará buenas condiciones para las comunicaciones por radio en la banda de HF.

El nivel de actividad geomagnética tiene un efecto adverso, deprimiendo las frecuencias máximas utilizables. Cuanto mayor sea el nivel de actividad y, por tanto, cuanto mayores sean los índices Ap y Kp, mayor será la depresión de las MUF. La cantidad real de depresión dependerá no solo de la severidad de la tormenta, sino también de su duración.

Tener una comprensión de los índices solares es de gran ayuda cuando se utilizan comunicaciones de radio de HF, ya sean comunicaciones de radio bidireccionales, comunicaciones de radio móviles, radiodifusión o cualquier forma de comunicaciones de radio punto a punto utilizando propagación ionosférica o de alta frecuencia. Ayuda con la predicción de la propagación de radio y permite realizar una evaluación rápida de la posibilidad de que se interrumpan las comunicaciones. Además, tener un conocimiento general permite que cualquier error al ingresar datos en los programas se anote y corrija rápidamente. De esta forma permite sacar el máximo partido a los equipos de radiocomunicaciones y obtener las comunicaciones más fiables.

Ver el vídeo: Video radiación ultravioleta de origen solar (Octubre 2020).