Jonosfären (HAREC)

Grunderna om jonosfären, solfläcksaktiviteten, den så kallade ”döda zonen” och de viktigaste jonosfärregionerna har vi redan gått igenom. Grundprincipen var att den ultravioletta strålningen från solen joniserar molekyler i jonosfären.

Du har redan lärt dig de viktigaste jonosfärregionerna – D-, E- och F-regionen – och deras egenskaper. För HAREC är det dessutom viktigt att veta på vilka höjder i atmosfären dessa regioner ligger. Figur HAREC-3.14.1 visar dessa viktiga höjder, som du bör lära dig väl. Beroendet av tid på dygnet och årstid ska också beaktas.

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.

1) Sammanfattning: Ett diagram med tre bredvid varandra placerade sektorer (”Sommertag” (sommardag), ”Wintertag” (vinterdag), ”Nacht” (natt)) visar färgade, böjda skikt över en blå jordyta och en höjdskala från 100 km till 400 km.

2) Detaljerad beskrivning: Vid nedre kanten löper en blå, bågformad linje som jordyta. Tre svarta, utåt spretande linjer delar upp grafiken i de märkta avsnitten ”Sommertag”, ”Wintertag” och ”Nacht”. Till vänster står höjdangivelserna ”100 km”, ”200 km”, ”300 km” och ”400 km”. I varje avsnitt ligger bågformade, färgade band ovanpå varandra, parallellt med jordytan, delvis åtföljda av grå streckade linjer. I avsnittet ”Sommertag” följer uppifrån och ned: ett grått band med bokstaven ”D”, ovanför det ett gult band med ”E”, ovanför det två rödaktigt orange band med beteckningarna ”F1” (lägre) och ”F2” (högre). I avsnittet ”Wintertag” står uppifrån och ned: ett grått band med ”D”, ovanför det ett gult band med ”E”, ovanför det ett rödaktigt orange band med ”F”. I avsnittet ”Nacht” är nedtill ett grått band med bokstaven ”D” svagt antytt; högre upp ligger ett rödaktigt orange band med ”F”. I alla tre avsnitten är dessutom flera grå, streckade bågar utan andra etiketter inritade.
Figur HAREC-3.14.1: Möjliga höjder för regionerna beroende av årstid och tid på dygnet

Beroendet av tid på dygnet har stor betydelse för hur våra radiovågor breder ut sig. Vid solfläcksmaximum fungerar $\qty{10}{\meter}$-bandet bra även på dagtid. Vid solfläcksminimum är $\qty{10}{\meter}$-bandet däremot knappt användbart på dagtid. Därför används då ofta $\qty{20}{\meter}$-bandet för långdistansförbindelser på dagtid.

Ett band som i stort sett alltid fungerar bra och pålitligt är $\qty{40}{\meter}$-bandet. Särskilt för långa förbindelser inom Sverige, till exempel från Malmö till Kiruna, ger det mycket tillförlitliga resultat.

På dagtid är $\num{80}$- och $\qty{160}{\meter}$-banden knappt användbara på grund av det kraftigt joniserade D-skiktet, men så snart solen går ned möjliggör även dessa band pålitlig kommunikation. Med $\qty{40}{\meter}$-bandet är ännu längre räckvidder möjliga, eftersom utbredningen då sker uteslutande via det högre F2-skiktet och inte längre via det lägre F1-skiktet. Det senare ger på grund av sin lägre höjd kortare hoppavstånd och är därför oftast oönskat.

För att mäta solaktiviteten finns två vanliga metoder: räkning av solfläckar (för vilka vi har tillförlitliga värden sedan mitten av 1700-talet) och mätning av solens radioflöde (solar flux), solens strålning på $\qty{2,8}{\giga\hertz}$ (våglängd $\qty{10,7}{\centi\meter}$), som har gjorts sedan mitten av 1900-talet. Båda måtten korrelerar starkt med varandra. Det solara flödet är mindre ryckigt och sträcker sig från ungefär 65 vid aktivitetsminimum till över 300 vid mycket starka maxima. Flödesvärden över 100 ger en kraftigt förhöjd joniseringsgrad i jonosfären och avsevärt bättre långdistansutbredning på de högre kortvågsbanden.

Ett diagram med två kurvor visar utvecklingen från 2005 till 2025. X-axeln är märkt
Figur HAREC-3.14.2: Solar flux och antal solfläckar 2005 till 2025

Ytterligare en aspekt som spelar roll vid refraktionen i regionerna är polarisationen. En elektromagnetisk vågs polarisation förändras vid rymdvågsutbredning framför allt genom Faraday-rotation, reflektionsfenomen i jonosfären och flervägseffekter (multipath). Det gör att den mottagna polarisationen ofta inte längre motsvarar den som sändes ut från början.


Fortsätt till nästa avsnitt: Den döda zonen