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Erupções no SOL e a propagação das Ondas Curtas
Zona do Crepúsculo - A propagação GREY LINE

Erupções no SOL e a propagação das Ondas Curtas

Em 1970 vários cientistas como Doddson - Prince e Hedemen verificaram que quase todas as erupções ocorriam em regiões ativas com manchas e quanto mais complexas fossem do ponto de vista magnético, maior seria a probabilidade de elas ocorrerem . O que significa que o campo magnético seria um factor importante, talvez crucial no processo das erupções.

As erupções ocorrem na coroa solar, região de transição e cromosfera e têm a sua origem na libertação brusca de enormes quantidades de energia armazenada nos campos magnéticos. A atividade solar manifesta-se de várias maneiras e enquanto em algumas dessas manifestações, como regiões faculares, não requer grande quantidades de energia, o fenómeno da erupção é uma manifestação explosiva de energia que se liberta. Para se perceber o processo de libertação dessa energia é preciso estudar a teoria do transporte de radiação, a magnetohidrodinâmica, a física de plasma, a teoria cinética, a física atómica, nuclear, ... é devido à natureza complexa destas interações que leva os cientistas a considerarem as erupções fenómenos fascinantes mas difíceis de compreender.

As erupções provocam algumas alterações na Terra. Já em 1859 se suspeitava disso porque se seguiu uma grande tempestade geomagnética depois da observação da erupção feita por Carrington e Hodgson.

Foto da maior explosão solar já registrada pela Nasa

Podem provocar ejecção de matéria coronal que se manifesta como nuvens magnéticas quando atingem a Terra. Emitem também electrons e ions de grande energia que demoram 20 a 40 horas a atingir a Terra provocando tempestades magnéticas quando colidem com a magnetosfera da Terra, aparecendo as auroras, provocando problemas nos voos dos aviões, nos voos dos pombos correios.

Cientistas do Centro de Goddard da NASA e da Universidade Católica da América criaram um modelo que prevê o tempo que as nuvens de massas coronais ejectadas demoram a chegar à Terra, baseados nas suas velocidades iniciais quando ejectadas do Sol e nas suas interacções com o vento solar.

Clique na figura para acessar informações do vento solar em tempo real

As auroras, geralmente observadas na Terra a latitudes altas, podem apresentar forma variada como arcos, estruturas em bandas, raios, lâminas, e as cores são predominantemente amarelo-esverdeado muitas vezes com coloração vermelha ou verde. Estas colorações são geralmente devidas a emissões de átomos de oxigénio que estão em estados excitados. É de notar que há auroras boreais datadas do séc. IV antes de Cristo. A partir de 1620 e durante quase 100 anos poucas ou nenhumas foram vistas na Europa. Em 1716 quando foi vista uma aurora muito brilhante causou grande perplexidade. Sabe-se hoje que a razão do desaparecimento das auroras durante quase 100 anos foi devido ao desaparecimento de manchas e da actividade magnética que lhes está associada durante o mínimo de Maunder. Nessa altura não se sabia que as auroras estavam relacionadas com o Sol.

Aurora Boreal observada nas latitudes elevadas

Em 1997 foi observado todo o trajeto de uma erupção desde o Sol até à Terra. O fenómeno foi detectado no Sol pelas observações feitas pelo instrumento LASCO ( Large Angle and Spectrometric Coronograph) que faz parte do SOHO, a 1.4 milhões de Km da Terra, no dia 6 de Janeiro. Outro instrumento do SOHO, o CELIAS (Charge, Element, and Isotope Analysis System) mostrou o trajecto e a evolução da massa coronal ejectada. A 640 000 km da Terra o WIND, com instrumentos sobre plasma e campo magnético, identificou o fenómeno como uma nuvem magnética com uma espessura de 48 milhões de km dirigindo- se para a Terra com uma velocidade de 450km/s. No dia 10 de Janeiro a nuvem magnética atingiu a Terra tendo uma nave espacial polar registado a actividade das auroras.

Durante o ano 2000 o Sol tem apresentado uma enorme actividade e era de prever que grandes erupções ocorressem. E assim tem sido.

No dia 14 de Julho físicos solares da NASA detectaram erupções solares e ejecções de massas coronais ao mesmo tempo que observavam variações rápidas e em grande escala do campo magnético do Sol. Podemos observar nos espectroheliogramas obtidos no Observatório de Coimbra o local onde ocorreu uma enorme erupção no dia 14 de Julho.

Dizem alguns especialistas que as massas coronais ejectadas podem transportar 10 biliões de toneladas de gás eletrizado a uma velocidade de 2000 Km /s. Poderá parecer uma ameaça grande para nós, habitantes da Terra, mas não será uma vez que o campo magnético da Terra serve de protecção às tempestades do vento solar. Quando as nuvens de massa coronais ejetadas chocam com a magnetosfera da Terra a maior parte desse material é desviado para longe do nosso planeta. Se forem muito fortes podem comprimir a magnetosfera da Terra e provocar as tais tempestades geomagnéticas.

Há cientistas que estudam o impacto das erupções noutros planetas. Já em 1982 Dryer observou uma compressão significativa na ionosfera de Vénus depois de se ter registado uma grande erupção no Sol.

Previsão da Atividade Solar Space.com

Fonte

Observatório Astronómico da Universidade de Coimbra

Zona do Crepúsculo - A propagação GREY LINE

Steve Nichols G0KYA, do Comitê de Estudos de Propagação RSGB, acredita que a propagação em torno do por do Sol e do raiar do Sol não esta compreendida completamente. Aqui ele descreve o mecanismo atrás da grey line e outros modos de propagação cinzenta e um projeto de pesquisa para nos ajudar a compreendê-los.

As comunicações de abrangência mundial que usam a faixa de Ondas Curtas é dependente da radiação vindo do Sol. De forma geral, e para simplificar grosso modo a realidade, em Ondas Médias nos necessitamos de um caminho noturno entre as duas estações. Em 28 MHz, um caminho diurno é geralmente necessário. Mas duas vezes ao dia, no por do Sol e no nascer do Sol, a ionosfera apresenta mudanças dramáticas, fornecendo propagação aprimorada em algumas direções.

Em termos de propagação de radio, as camadas D e E são responsáveis pela maior absorção das ondas de radio que passam através delas, mas a absorção é dependente da freqüências. A camada D pode completamente absorver os sinais nas bandas de 160, 80 e 40 metros durante o dia, e podem atenuar os sinais em 20 metros também. Por isso a razão de não se ouvir muito, se nada, emissoras distantes nas faixas baixas durante o dia como sinais de ondas celeste são absorvidas antes que estas possam alcançar as camadas E e F.

A ionosfera sofre uma mudança dramática em sua ionização durante a transição do dia para a noite. A densidade de elétrons na camada E decresce por um fator de 200 para 1 e a camada F1 por aproximadamente 100 para 1. No por do SOl, a camada D desaparece rapidamente.

Ao longo do outro lado do mundo outra região que esta entrando na luz do dia ainda tem que formar qualquer camada D significante e a camada E ainda não está formada a partir da baixa hora noturna. Entretanto, por um período curto a propagação entre duas regiões que estão simultaneamente experimentando o por do Sol e o nascer do Sol pode ser altamente eficiente. Os sinais nas bandas mais baixas podem teoricamente viajar por grandes distancias com pouca atenuação.

Isto esta muito bem documentado com muitos exemplos de propagação grey line sendo registrados nas bandas de 160 e 80 metros ao longo dos anos.

Muitos radio amadores e dxistas estarão familiarizados com esta propagação denominada grey line ( o termo foi cunhado em 1975 ) - propagação que ocorre ao longo da linha separando a noite do dia. A linha é chamada de terminadora mas é difusa, devido principalmente a atmosfera terrestre que espalha a luz em cima de uma grande área. Em termos de radio, o terminador do radio não é o mesmo que o terminador visual. O ultimo se refere ao ponto quando nós observamos o raiar ou por do Sol ao nível do chão na Terra e o período do crepúsculo visual que tanto antecede como o sucede. O formal se refere a forma que o Sol ilumina as camadas da ionosfera D, E e F.

Como exemplo, o programa de computador Geoclock define o ponto no qual o Sol inicia e termina a iluminação da camada D como sendo deslocada da visualização do nascer do por do Sol por 6.596 graus de longitude. Como a Terra gira 15 graus por hora isto poderia ser tanto como 24 minutos antes ou depois do ocaso ou raiar do dia, mesmo sendo a figura real  dependente da época do ano e latitude ( veja o diagrama - a linha branca mostra o por do Sol físico e as duas áreas subseqüentes sombreadas mostra a perda da camada D e então a iluminação da camada F em cada localidade ).

Software Geoclock pode ser obtido em http://www.geoclock.com

A zona do crepúsculo das ondas curtas - a região na Terra entre a perda da camada D e onde o Sol inicia/termina a iluminar a camada F ( grosseiramente definido como sendo deslocado do por do Sol em 14.165 graus de longitude ) pode entretanto ser quase uma hora antes e após o por ou raiar do Sol.

A iluminação da camada E se inicia/termina em algum lugar entre estas duas, mas a altura média é muito mais perto do que a da camada D.

Para confundir o assunto, estes valores são baseados na média da altura das camadas D e F e a altura aparente destas podem mudar também. Logo, não parece ser bom praticar DX exatamente durante o visual do por ou raiar do Sol - você poderia estar deslocado até uma hora dependendo da faixa, sua respectiva localização, e o dia do ano.

O caminho América do Norte - Europa, (a) durante o nascer do Sol Europeu, exatamente antes do nascer do Sol, (b) durante o por do Sol na América do Norte - repare que neste caso a ionização da camada F está persistindo por um período muito maior do que a ionização das camadas D e E

E ainda pior, para sinais em angulo com o terminador nós estamos interessados em saber como a primeira refração ionosférica ou pulo realmente ocorre quando se irradia um sinal, o qual se parece estar a centenas de milhas ao leste ou oeste de você - onde o SOl pode estar ainda iluminando a camada F.

Muitos livros que relatam a propagação das ondas curtas fornecem uma breve descrição da propagação da grey line, e como e porque isto acontece. O que não nos informar é quais as freqüências reais afetadas, a não ser uma vaga idéia que as bandas de 80/160 metros são definitivamente para a grey line, e "algumas" bandas em HF também exibem aprimoramentos na grey line.

De qualquer forma, todos estes livros nos dizem que estes incrementos ocorrem ao longo do terminador. Isto é, quando ambas estações estão na condição de por do Sol / nascer do Sol.

O livro de John Devoldere - ON4UN's Low-Band DXing - sugere que sua própria experiência mostra que caminhos perpendiculares ao terminador podem usufruir do grande incremento no sinal. ISto é, nas bandas baixas, como o por do Sol ocorre na estação receptoras, você pode obter o aprimoramento da grey line em ângulos retos ao terminador na direção à frente do lado escuro da Terra - e não ao longo do terminador.

Ele também aponta que o tamanho do terminador irá variar de acordo com a estação do ano e sua posição na Terra, e não pode ser pensado como sendo uma entidade fixa - a grey line será mais estreita no equador e mais larga próximo aos pólos. Logo o intervalo de tempo disponível para as condições da grey line também irão variar dependendo da época do ano, e das localizações das duas estações, as quais provado anteriormente.

Similarmente, o tamanho da grey line dependera da freqüência assim como a absorção da camada D é dependente da freqüência - você poderá ainda ser capaz de praticar DX em 40 metros 24 horas ao dia no meio do inverno, enquanto DX em 160 metros irá se desvanecer totalmente rapidamente após o nascer do SOl devido a maior absorção da camada D.

Mas e sobre HF ? Aqui parece haver pouca pesquisa profunda da propagação da grey line em freqüências mais altas. A vaga sugestão na maioria dos livros parecem ser de que o aprimoramento da grey line pode e efetivamente ocorre em 20 metros. Em 10 metros é teoricamente muito alto para o efeito aparecer pois a absorção da camada D é virtualmente inexistente nestas freqüências mais altas, mesmo existindo um artigo sobre como praticar DX na grey line em 10 metros ! Veja o gráfico das previsões das freqüências dependentes da camada D em http://www.sec.noaa.gov/rt_plots/dregion.html .

Estudos de Steve Nichols apontam para que os aprimoramentos em 10 metros realmente ocorrem. Já foram ouvidos sinais da Índia, Indonésia e inclusive uma estação Brasileira ( PT2GTI ) - estas estação não estavam audíveis antes. Estes não são caminhos de grey line, mas definitivamente foram aprimorados.

Existem reportes de aprimoramento durante o por e raiar  Sol em 50 MHz sobre grandes distancia, notavelmente entre o Reino Unido e o EUA. Uma sugestão é que isto se deve aos aprimoramentos das camadas E quando estas se elevam em altitude durante o por do Sol.

O acréscimo na altitude da camada E precisa de explicação adicional. Assim que o Sol ajusta as regiões mais baixas da camada E para que não sejam iluminadas então a altura efetiva da camada refletora parece aumentar. Similarmente, nesta hora podemos imaginar a ionosfera sendo perturbada quando esta sendo iluminada em determinado angulo. Isto provavelmente é o veiculo para a melhoria na propagação em 28 MHz e 50 MHz - a absorção da camada D provavelmente não tem nada a ver com isto.

Se a teoria sustenta, observe os sinais melhorados durante a hora diurna em G ( figura acima ) das estações ao longo de seus terminadores - vindo do oeste nos sues locais de por do Sol e vindos do leste nos locais de nascer do Sol. Os sinais deveriam ser mais fortes em ângulos mais retos ao terminador - o mesmo que as predições de ON4UN em Ondas Longas, mas vindos das partes iluminadas do globo, e não da escuridão.

Existe uma alternativa de procurar condições de grey line em 7 Mhz e 10 MHz conectados com a freqüência critica ( fof2 ). Nas freqüências acima de fof2 uma onda de radio viajando verticalmente para cima irá passar através da camada F2 direto ao espaço sideral. Abaixo de f0f2 ela seria refletida de volta para a Terra. Agora imagine uma onda de radio atingindo a ionosfera em aproximadamente 75-85 graus em relação a Terra - uma incidência quase vertical. Abaixo da freqüência critica ela seria retornada. Se estiver de alguma forma acima de fof2 irá passar para o espaço. Em alguma freqüência próxima a fof2 ela poderia ser refratada através de um angulo largo e poderia terminar viajando quase paralela a Terra, provendo uma distancia muito longa para o primeiro salto. Esta é a condição para o raio Pedersen ou critico, descoberto em 1927, caracterizado como sendo um angulo alto, de longa distancia e próximo e provavelmente acima da freqüência fof2. Como não haveria nenhuma salto no chão intermediário a intensidade do sinal poderia ser inclusive muito alta. 

Parece que estas condições existem próximas ao por e raiar do Sol devido a fof2 passar através de duas bandas e poder contar para comunicações de longa distancia sob as condições da grey line em 7 Mhz e 10 MHz.

De qualquer forma, existe mais para a grey line e a propagação do crepúsculo do que nossos olhos alcançam. Os efeitos são diferentes em cada banda, e o mecanismo atrás da propagação é provavelmente diferente também. O que podemos afirmar é que a propagação do crepúsculo não é sempre a melhor ao longo do terminador e que pode não existir melhorias em todas, mas somente em algumas bandas.

Steve está atualmente fazendo algumas pesquisas neste tipo de propagação em diversas bandas de radio amadores, começando por 10 metros. Os resultados recentes mostram que pode-se observar melhorias dos sinais se originando em áreas que estão experimentando o por ou raiar do Sol.

Mais trabalho de monitoração é necessário ser feito antes de se escrever o "guia definitivo" para a grey line.

Fonte

Adaptado de artigo disponível na Internet para download por Steve Nichols G0KYA.

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