Обзор внезапных ионосферных возмущений, SID, влияющих на распространение ВЧ-радиосигналов
По мере распространения электромагнитных волн, а в данном случае радиосигналов, они взаимодействуют с объектами и средами, в которых они распространяются. При этом радиосигналы могут отражаться, преломляться или дифрагировать. Эти взаимодействия заставляют радиосигналы менять направление и достигать областей, которые были бы невозможны, если бы радиосигналы распространялись по прямой линии. Внезапные ионосферные возмущения или SID часто возникают в диапазоне ВЧ или коротких волн, где их также можно назвать затемнениями, замираниями на коротких волнах (SWF), или их иногда называют эффектом Деллинджера по имени человека, который первым их заметил. Как следует из названия, они возникают внезапно и вызывают прекращение распространения ионосферного радиосигнала на несколько часов. Это может охватывать часть или даже весь спектр ВЧ-радио.
Причина внезапного ионосферного возмущения
Существует несколько типов затемнения, которые могут наблюдаться на КВ-диапазонах. Внезапные ионосферные возмущения, SID, длятся всего несколько часов, но они могут быть предвестником более длительного отключения электроэнергии. Как правило, SID вызывается крупной солнечной вспышкой (класса M или X — см. статью о солнечных возмущениях на этом веб-сайте). Наряду со вспышкой происходит резкое увеличение уровня радиации, испускаемой Солнцем. Чтобы излучение Солнца достигло Земли, требуется немногим более 8 минут, после чего начинают проявляться эффекты и начинается SID. Поскольку свету требуется то же время, чтобы достичь Земли, нет предварительного предупреждения о происходящем событии. Излучение Солнца, вызванное вспышкой, не ограничивается одной формой излучения, но включает все формы, включая высокий уровень рентгеновского излучения. Рентгеновские лучи способны проникать в D-слой или D-область ионосферы и в результате вызывают высокий уровень ионизации в D-области. Это приводит к очень значительному увеличению уровня затухания D-области.
Хотя повышение уровня радиации происходит быстро, для повышения уровня ионизации требуется время. В результате в первую очередь затрагиваются более низкие частоты, а по мере увеличения степени ионизации затрагиваются и более высокие частоты. В обычный день область D обычно влияет на частоты до двух или трех МГц, но увеличение излучения от вспышки может вызвать воздействие на гораздо более высокие частоты. Часто это может привести к полному затемнению КВ-диапазонов. В других случаях SID может влиять только на более низкие частоты.
Эффекты, связанные с SID
Существует ряд других побочных эффектов, которые можно заметить, особенно в начале внезапного ионосферного возмущения (SID). На область D влияет значительное увеличение рентгеновских лучей, но интенсивность других форм излучения, включая ультрафиолетовое, также увеличивается. Это приводит к увеличению степени ионизации в верхних областях ионосферы. Это может привести к увеличению максимальной используемой частоты, особенно в начале отключения радиосвязи, когда затухание в области D не столь велико.
Продолжительность внезапного ионосферного возмущения
SID может длиться всего несколько часов. Когда начинается восстановление, в первую очередь затрагиваются высокие частоты. После вспышки по мере падения уровня радиации будет происходить и ионизация области D. По мере того, как его интенсивность падает, он меньше влияет на более высокие частоты, и условия распространения ВЧ медленно возвращаются к норме, если только они не являются частью более крупных помех. Также стоит отметить, что поражается только освещенная солнцем сторона земли. Любые области, которые были в темноте, когда произошла вспышка, избегают эффектов. Дополнительным эффектом вспышки является то, что в то же время, когда рентгеновское излучение достигает Земли, вызывая затемнение, обнаруживается, что всплески шума от повышенных уровней радиочастотного излучения могут отслеживаться на УКВ.