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La propagazione transequatoriale in Sudafrica

 

di Ian Roberts, ZS6BTE (dicembre 2012)

 

Traduzione a cura di IZ8DWF, Francesco Messineo (aprile 2013)

 

I diritti per la versione italiana sono del Gruppo Sixitalia


www.sixitalia.org

 

 

Si prevede che il ventiquattresimo ciclo solare avrà il suo picco nel 2013 ma “nel 2013 vedremo un picco molto debole, se ne vedremo uno... e questo potrebbe essere l'ultimo picco di attività solare per alcuni decenni.” Se siete interessati alla prosecuzione del DX in VHF, il tempo sta per finire!

 

 

La natura della propagazione TEP

 

Ray Cracknell, ZE2JV (SK), mentre lavorava in Rhodesia, a Salisbury, ha scritto un avvincente articolo dal titolo “Transequatorial Propagation of V.H.F. Signals”, pubblicato su QST del Dicembre 1959 e lo concluse: “Ai fini di questa discussione, la propagazione TE è definita come propagazione V.H.F fra punti situati sui lati opposti, rispetto all'equatore geomagnetico, e ad almeno 1000 miglia di distanza da esso, senza riflessioni intermedie sulla superficie terrestre”. Si trovò, negli anni 1957-58, durante delle prove con radioamatori in particolare situati a Cipro, che esistevano due zone principali. Nell'emisfero sud la zona (interessata - n.d.t.) parte, approssimativamente, da Pretoria (Johannesburg è poco più a sud di questa zona) e sale fino a quella (ipotetica n.d.t.) linea che attraversa l'Africa e taglia il nord del Mozambico ed il centro dello Zambia e dell’Angola. Nell'emisfero nord, quest’area principale ha inizio nel sud del Mediterraneo per terminare con una (ipotetica n.d.t.) linea che taglia l'Europa all'altezza del nord Italia. Fenomeni TEP, tuttavia, molto più deboli, si riscontrano in aree molto più larghe ma che, però, hanno per centro le due zone principali.

 

 

Dopo oltre 50 anni dalla pubblicazione dell'articolo, i radioamatori in Sudafrica saranno ancora totalmente d'accordo con questi fatti. Noi sappiamo che questa propagazione è totalmente dipendente dall'irradiazione dello strato F durante i periodi di maggiore attività solare.

Il centro della ionizzazione è situato sull'equatore geomagnetico (non perfettamente corrispondente a quello terrestre n.d.t.) che si inclina leggermente verso sud andando da est ad ovest a partire dal Corno d'Africa fino alla Guinea Equatoriale, mentre l'equatore geografico attraversa l'Africa sulla punta nord del Lago Vittoria ovvero circa 1000 km più a sud.

Potrebbe essere una sorpresa apprendere che una trasmissione dalla più favorita area, nel nord del Sud Africa, viaggia per quasi 7000 km prima di tornare nuovamente a terra nel Mediterraneo, o anche, fino a 8000 km (Austria, Ungheria) in periodi in cui le condizioni di propagazione sono ancora migliori. Pertanto, per gli operatori ZS, non risulta possibile lavorare paesi situati nella maggior parte del continente africano; durante le tipiche condizioni TEP mettere a log questi paesi (dal Sud Africa) risulta davvero impegnativo.

ZE2JV aveva notato che in 50 MHz bastavano pochi watt di potenza irradiati da una semplice antenna verticale per avere forti segnali ricevuti nell'emisfero nord, ciò significa che il percorso di questo fenomeno di propagazione risultava praticamente privo di attenuazione di tratta tanto da assomigliare ad una guida d'onda. Da Salisbury lui aveva anche montato una yagi per i 432 MHz con 45 gradi di elevazione senza riscontrare alcuna apparente riduzione dei segnali ricevuti nell'area del Mediterraneo. Nel ciclo n. 19 (attorno al 1958), quando questi test vennero effettuati, il valore del flusso solare era arrivato ad un massimo di 345, indubbiamente molto alto.

Secondo il TV Dxer Roger Bunney nel suo opuscolo “Long Distance Television” del 1976, al tramonto i due strati F diurni si aprono e si uniscono nello strato F2 approssimativamente a 400 km di altitudine. Questo strato si divide in piccole nuvole causando riflessioni multiple quando i segnali vengono diffusi in questa area della ionosfera. I segnali, come accade per la propagazione F2 convenzionale, assumono caratteristiche di immagini multiple (si parla di segnali televisivi n.d.t.), di allargamento in frequenza per effetto del doppler e hanno il caratteristico effetto “fluttuante”. In inverno, le “nuvole” nello strato F2 sono meno espanse dal calore e quindi la ionizzazione risulta più densa per unità di volume, facendo salire la MUF.

Durante il ciclo n. 21, Costas (SV1DH) e ZS6PW (SK) effettuarono test di trasmissione ad impulsi per migliorare le conoscenze sulla TEP usando le frequenze e i riferimenti campione di tempo disponibili al tempo. SV1DH scrive: “Durante il ciclo 21 (1982), effettuavamo test di ritardo nella propagazione E-TEP da Atene a Pretoria su 28, 50 e 144 MHz. Il risultato finale fu che la propagazione appariva avvenire come in guide d'onda formate da zone di assenza di ionizzazione ad una altezza media di 600 km, quando, dopo il cessare dell'irraggiamento solare all'altezza dei vari livelli della ionosfera, queste enormi irregolarità lentamente si estendevano in colonne per centinaia di km tanto da poter essere raggiungibili dai segnali delle due stazioni negli emisferi opposti.”

L'attività solare presenta un picco ogni 11 anni e il periodo di picco dura 2-3 anni. I mesi di picco sono quelli attorno agli equinozi quando il sole si trova sull'equatore, cioè Marzo e Settembre. Il periodo peggiore per gli ZS, anche nei periodi di elevata attività solare, è fra Dicembre e Gennaio quando il sole si trova all'estremo sud e quindi lontano dall'equatore geomagnetico. Nel mezzo del nostro inverno, la concomitanza fra TEP ed E-sporadico nell'emisfero nord, dov’è estate, favorisce la propagazione verso il nord Europa. L'E-sporadico si verifica poco frequentemente nell'Africa meridionale (il Sudafrica si trova all'ultimo posto nel mondo per eventi di E-sporadico) cosi che la TEP risulta facile da identificare, diversamente da altri “condotti” come fra il nord ed il sud America o fra Australia e Giappone dove invece c'è una alta incidenza di E-sporadico che può ingenerare confusione fra E-sporadico nord-sud e TEP.

Viaggiando e operando in portatile da varie postazioni in Africa meridionale, si è potuto osservare che esiste una variazione di “guadagno” della propagazione TEP di circa 10 dB ogni 100 km quando ci si sposta verso nord da Johannesburg alla provincia di Limpopo (Polokwane/Pietersburg). Questo significa per esempio, che a Polokwane, che si trova a circa 300 km più a nord di Johannesburg, si hanno segnali di circa 30 dB migliori. Man mano che ci si avvicina allo Zambesi, la variazione di guadagno diventa meno pronunciata, ma aree come la Striscia del Caprivi in Namibia, il nord del Botswana e il nord dello Zimbabwe sono molto migliori di qualunque altro luogo nel territorio del Sudafrica.

 

 

Fig. 1: Geometria della TEP secondo ZE2JV

 

 

Tipologie di TEP

 

 

Da quanto detto, sembra ovvio che la TEP si origini da un complesso meccanismo e, secondo le moderne terminologie, si possono identificare due tipi principali di propagazione, alle quali si può aggiungere una terza tipologia minore.

 

 

TEP pomeridiana (aTEP)

 

Con le attuali condizioni del ciclo solare n. 24 (piuttosto scarse), a partire da mezzogiorno, circa, la MUF raggiunge i 48 MHz e le portanti TV provenienti dall'Iran, dalla Siria e dagli Emirati Arabi iniziano ad apparire. Man mano che la MUF sale ulteriormente, le portanti dei canali R1 sui 49 MHz arrivano da Armenia, Ungheria, Ucraina, ecc., seguite dai segnali radioamatoriali dei beacon in 50 MHz dalle regioni del Mediterraneo (SV1SIX e 5B4CY principalmente) e degli operatori di quelle aree. Questo modo di propagazione dura fino a dopo il tramonto e offre le migliori condizioni per il DX. L'effetto di modulazione dell'ampiezza del segnale (flutter modulation) è molto limitato rispetto alla eTep e anche lo spostamento doppler in frequenza risulta molto basso. La stabilità della frequenza è stata confermata negli anni controllando le frequenze delle portanti TV tedesche, svizzere ed austriache su 48.25 e 49.75 MHz (ora QRT) che erano agganciate ad oscillatori con qualità paragonabile ai riferimenti al rubidio e le loro variazioni erano generalmente entro 1 Hz di tolleranza sul nominale. In altre parole lo spostamento doppler risulta minimo e anche l'angolo di incidenza doppler risulta praticamente nullo a causa della grande distanza. Questo tipo di propagazione svanisce lentamente, o si trasforma successivamente nella modalità eTEP, che, tipicamente si instaura dopo le 19:00 locali.

Risulta facile confondere la propagazione aTEP con quella F2. La differenza sta nella distanza dei collegamenti. Se fosse F2, le portanti video dall'Africa centrale sarebbero ricevute in ZS. Siccome queste sono raramente ricevute durante le ore diurne, è facile identificare la propagazione come aTEP. Viceversa l’eventuale ricezione diurna di queste portanti video indicherebbe una propagazione dovuta allo strato F2 piuttosto che aTEP.

La fig.2 mostra l'effetto del multipath sulla ricezione di un'immagine video. Una scansione di una linea video impiega 64 µs a completarsi, diverse immagini “fantasma” a fase invertita (cioè con il bianco al posto del nero) sono visibili su entrambi i lati dell'immagine principale, e sapendo che la velocità della luce, 1 µs corrisponde a 0.3 km, si possono calcolare i rispettivi tempi di arrivo deducendo alcune informazioni riguardo ai ritardi delle varie componenti dell'immagine.

Apparentemente le informazioni in merito al viso dell'annunciatore arrivano all'inizio ed alla fine di una linea di scansione, che equivale ad una differenza di 64 µs, quindi 64 x 0.3 km = 19.2 km e questo ritardo rimane uguale per tutta la scansione del quadro video che avviene alla frequenza di 25 Hz (cioè ogni 0.04 secondi). Sarebbe interessante poter allungare la durata di scansione di una linea a diverse centinaia di µs per capire quanto può durare nel tempo questo multipath. Con la propagazione di tipo eTEP (descritta in seguito) l'immagine video si decompone completamente in bande verticali.

 

 

Fig. 2: Immagine video ricevuta a 48.242 MHz da Muro in Portogallo con buone condizioni aTEP alle 14:00 del 15 Nov. 2011

 

 

TEP serale (eTEP)

 

In alcune occasioni accade che non si verifichi alcuna apertura aTEP ma solo, successivamente, una aperture eTEP dopo l'imbrunire. Questa situazione indica sempre scarse condizioni TEP.

Normalmente la propagazione aTEP si trasforma in eTEP e questa evento ha un picco attorno alle 19:30 – 20:00 locali e ciò accade con o senza un periodo intermedio di assenza di propagazione durante la fase di transizione. Qui si ha una MUF di gran lunga più elevata riscontrata, fino ed oltre i 144 MHz, da Pretoria e Johannesburg; durante le migliori aperture è caratterizzata da un'evanescenza rapidissima (flutter-fading) che conferisce ai segnali un tono “afono” (con scarsa e distorta modulazione n.d.t.). Portanti video su 55.25 e 62.25 MHz iniziano ad arrivare dalla Siria e dalla Giordania e la distanza percorribile dai segnali tende ad accorciarsi leggermente, perdendo parte dell'Europa centrale e centrandosi sull'area mediterranea.

Durante il corrente ciclo, gli operatori ZS delle latitudini meridionali, fino a Johannesburg, hanno collegato la Grecia e l’Italia in 70 MHz, sia in CW che nel modo “ISCAT” del WSJT (nonché in SSB alcune stazioni dalla parte settentrionale del Sud Africa) e durante tali aperture la MUF, vista da Johannesburg, ha avuto picchi fino a 77 MHz.

La natura tumultuosa della propagazione è ancora più complessa di quanto si possa pensare e questo è evidente dalla ricezione delle immagini TV. Tutte le informazioni di sincronia, in questo caso, vengono perse e, pertanto, diventa impossibile ottenere l'aggancio dell'immagine ricevuta tramite propagazione eTEP. Per ovviare a questo inconveniente si usa un metodo utile a processare l'immagine, mediante il chip Philips di ricezione video, presente nelle schede di ricezione TV per PC, che consente di rimuovere le informazioni di sincronismo dai segnali ricevuti e di visualizzare le immagini prive degli stessi (in pratica sintonizzando manualmente la base dei tempi interna della scheda in modalità autonoma dal segnale in ingresso). Ovviamente l'evanescenza rapida che occorre nella banda video causata dalla ricezione multipath (ovvero il ritardo di gruppo) non può essere compensata per cui l'immagine assume una caratteristica distorsione che ricorda il bollore dell'acqua in una pentola che ha rapide transizioni dal nero al bianco saturo, fenomeni causati dalle molteplici cancellazioni dei segnali in controfase e dalla somma dei segnali in fase; il tutto mettendo a dura prova l'AGC video.

Il multipath ha anche implicazioni nei collegamenti in SSB, rendendo a volte difficoltoso la comprensione corretta dei segnali che sono caratterizzati da pigolii irritanti accompagnati da perdite di informazioni audio. I segnali in CW non devono essere trasmessi troppo velocemente in quanto si perdono interi punti e linee, impedendo la decodifica dell’informazione. In fig. 3, un oscillogramma di un segnale CW, mostra le frequenti cadute, fino a livello del rumore, del lento segnale CW, causate dalla mancanza di riflessioni e combinazioni dei segnali in opposizione di fase con numerosi aumenti del segnale, ben al di sopra dell'ampiezza media della portante, che risultano dalle combinazioni dei segnali in fase. A causa di tutto questo, potrebbe essere necessario avere rapporti segnale-rumore più elevati per copiare correttamente segnali durante la propagazione eTEP. Il valore medio del rapporto segnale-rumore in figura è di circa 10 dB con picchi intorno ai 15 dB. Il beacon ZS6DN usava 4 long yagi puntate a nord e, apparentemente, 100W.

 

 

Fig. 3: Lettera “N” in morse da una registrazione sonora di SV1DH in Atene del beacon ZS6DN a 144 MHz nel 1978. File audio processato per la visualizzazione da ZS6BTE.

 

 

TEP notturna (late evening TEP - leTEP)

 

Questa modalità di propagazione non sembra essere stata descritta in articoli che io abbia potuto trovare. Si verifica abbastanza spesso (probabilmente con una occorrenza del 10-20% rispetto alla eTEP), in serata, dopo le 20 locali e presenta un picco intorno alle 21 che può durare fino alle 22 locali prima di svanire lentamente. Si verifica sempre dopo la eTEP. È caratterizzata da una notevole riduzione dello skip rispetto alla precedente apertura eTEP, al punto che la regione del Mediterraneo viene ricevuta molto debolmente, se non del tutto assente. Questa propagazione permette di collegare in VHF le regioni centrali dell'Africa, a distanze di soli 3000 km, cosa che contrasta con le teorie convenzionali riguardo alle modalità e distanze relative alla propagazione TEP. Normalmente non è caratterizzata da MUF molto elevata, in genere limitata a 48 MHz circa. Segnali molto forti vengono ricevuti dai trasmettitori TV sui 48 MHz in Kenia (specialmente), Camerun e Guinea Equatoriale (cioè da un ampio fronte geografico); in più possono essere ricevuti i beacon in 50 MHz presenti in quelle aree. Fenomeni molto marcati di multipath ed effetto doppler sono caratteristici di questo modo di propagazione. Non si tratta di E-sporadico. In fig. 4, la funzione di “peak hold” di un analizzatore di spettro è stata utilizzata per catturare uno spostamento doppler picco-picco in frequenza di 26 Hz sulla portante video del canale E2 del Kenia. La frequenza nominale della portante in quel momento era di 48.249961 MHz. Serve una superficie riflettente che si sposti ad una elevata velocità o lateralmente o verticalmente o in entrambe queste direzioni per produrre un tale effetto doppler in quanto l'angolo di incidenza è prossimo a zero gradi. Quello che non si evince dalla fig. 4 è la presenza simultanea di scartamenti doppler sia negativi che positivi. Il Kenia si trova 1000 km a sud dell'equatore geomagnetico; la ricezione dei segnali del trasmettitore TV in ZS significa che la zona riflettente si estendeva molto a sud, in modo tale che l'irradiazione del trasmettitore si trovasse sufficientemente entro la fascia riflettente tanto da permettere ai segnali di giungervi con un angolo di incidenza sufficientemente basso da non superare la frequenza critica. L'allargamento latitudinale della zona equatoriale geomagnetica in corrispondenza di buone condizioni TEP è stato ampiamente documentato.

Una ipotesi alternativa potrebbe essere una la presenza di una zona ionizzata molto estesa in senso verticale in corrispondenza dell'equatore geomagnetico che isola parzialmente ZS dall'emisfero settentrionale e che, invece, permette la ricezione dell'area centrale dell'Africa mediante back-scatter sulla zona stessa. Questa ipotesi richiederebbe una intensa ionizzazione e compattezza dell'area di riflessione, altrimenti la frequenza critica sarebbe superata dai segnali VHF, producendo solo un debole back-scatter verso sud. Se l'ipotesi appena proposta è corretta, vuol dire che le superfici riflettenti si muovono a delle velocità tanto elevate da produrre lo scartamento doppler così come misurato in fig. 4. L'ipotesi della superficie verticale diventa particolarmente plausibile quando si prendono in considerazione le stazioni radioamatoriali ascoltate durante queste aperture: le stazioni africane sulla linea dell'equatore magnetico o a sud di esso (Guinea Equatoriale, Gabon, Cameroun, ecc.) vengono ricevute facilmente, mentre le stazioni che si trovano a nord di esso (Senegal, Chad, ecc.) rimangono fuori della portata della leTEP.

Il fenomeno dello spostamento doppler richiede che la distanza bistatica L (suggerisco vedere “bistatic range” su wikipedia n.d.t.) in fig. 5 abbia una velocità di variazione sufficiente per generare scartamenti misurabili. Lo shift doppler bistatico è proporzionale alla differenza fra la distanza bistatica misurata agli istanti t1 e t indicata in secondi. Durante l'intervallo di tempo, la zona riflettente si muove ed aumenta o diminuisce la distanza bistatica. I due valori vengono sottratti per ottenere la differenza della distanza bistatica al tempo t1.

La differenza in distanza bistatica è data da:

 

ΔR= (Rtx + Rrx – L)t – (Rxt + Rrx – L)t1.

 

Se la distanza aumenta allora lo spostamento doppler sarà negativo, mentre sarà positivo se la distanza diminuisce. Lo spostamento può essere negativo anche nel caso in cui il bersaglio (la zona ionizzata) si muova verso l'RX. Come si vede in fig. 4, entrambi gli spostamenti doppler possono essere presenti contemporaneamente, cosa che implica che esistono differenti zone ionizzate che si muovono in direzioni e con velocità differenti dal punto di vista dell'RX. Muovendosi sull'ellisse o sulla linea L, la distanza bistatica non cambia, in questo caso lo spostamento doppler bistatico risulta nullo.

 

 

Fig. 4: Spostamento doppler “picco-picco” di 26 Hz in frequenza sulla portante del trasmettitore TV a 48.25 MHz del Kenia.

 

 

Backscatter TEP

 

Questa tipologia richiede che entrambi le antenne, trasmittente e ricevente, siano puntate a nord. È necessaria una intensa ionizzazione nella zona TEP, come quella che si verifica nelle migliori aperture eTEP o late evening TEP. I segnali radioamatoriali riflessi in backscatter sono deboli e possono non essere ricevibili nell'area di Johannesburg. La situazione migliora man mano che ci si sposta verso nord con la variazione di guadagno menzionata in precedenza. Mancando, in questa parte del mondo, l' E-sporadico, il backscatter è l'alternativa al meteor scatter per lavorare nella porzione bassa delle VHF i paesi a noi vicini.

 

 

Fig. 5: L'effetto doppler spiegato come variazione della distanza bistatica L (Wikipedia)

 

 

Propagazione della zona equatoriale

 

Si tratta di un fenomeno di tipo est-ovest che, secondo la mia esperienza, avviene durante le ore diurne, iniziando dalle 7:00 fino al sopraggiungere dell'oscurità. È necessaria una intensa attività solare anche se questo fenomeno si manifesta raramente in Sudafrica. Ha permesso alcuni contatti con Hong Kong, Hawaii e Australia settentrionale. Le entità DX devono trovarsi vicine all'equatore, a circa 20 gradi di latitudine da esso, e la ricezione, quindi, resta limitata alla parte più a nord di ZS. Questa modalità viene citata insieme alla TEP in quanto esiste la possibilità di avere un link fra le due propagazioni. La propagazione equatoriale può circumnavigare il globo, in corrispondenza dell'equatore o con piccoli angoli rispetto ad esso. Il segnale raggiunge la superficie terrestre raramente, quindi mancano gli indicatori di propagazione, ed è la modalità che permette di effettuare collegamenti a più lunghe distanze in VHF. Per esempio, è, stato fenomenale lavorare KH7 (a circa 19250 km) in SSB alle 7:00 locali via path diretto a est, poco dopo l'equinozio (inizio di Aprile 2000), non ascoltando niente altro in quel momento.

 

 

 

 

Indicatori della propagazione

 

Molti fra coloro che operano in 50 MHz, i nuovi operatori ovviamente, ma anche diversi operatori navigati, possono non avere idea dell'esistenza dei molteplici indicatori della propagazione che abbiamo a disposizione. Per esempio, l'importanza di identificare ed utilizzare le trasmissioni TV come indicatori risulta relativamente nuova per molti radioamatori. Tuttavia nella maggior parte dell'Europa tranne che in Ungheria (quando è stato scritto quest'articolo n.d.t.) e negli stati dell’ex blocco dell'est, i trasmettitori video nelle bande VHF basse sono ormai QRT a causa del passaggio alle trasmissioni digitali, pertanto questa importante risorsa non è più disponibile. Stessa cosa è accaduta sia in Australia sia negli Stati Uniti e in Canada.

Esclusi quelli nuovi, gli oscillatori di riferimento usati nei trasmettitori elencati in tab. 1 sono ormai stabili e non hanno cambiato molto la loro frequenza durante 12 anni di monitoraggio.

Esistono dozzine di beacon in 50 MHz listati in diverse pagine internet, è una buona idea inserire alcune delle frequenze di questi beacon nelle memorie dell'apparato per una scansione automatica, in particolare quelli dei paesi dove non esistono più trasmettitori TV in bande VHF basse.

 

 

Tab. 1: Alcuni importanti indicatori sulla propagazione VHF per gli operatori ZS.

 

Item

Frequency

Inforllllmation – use USB to hear properly

Woodpecker RADAR

34.262 + others

Med area (Syria) 7.5 Hz PRF Russian early warning

RADAR

36.924

Cyprus ionospheric sounding

RADAR

41.424

Cyprus ionospheric sounding

SNOTEL RADAR

41.700

Nepal snow telemetry, fast woodpecker 14.5 Hz PRF

New Zealand TV

45.239589-599

Te Aroha 100 kW

New Zealand TV

45.249978-985

Wellington 100 kW

New Zealand TV

45.260350-371

Hikurangi 100 kW

Iranian TV 130kW

48.239620-640

central west Iran along Iraq border – main indicator

Equatorial Guinea TV

48.2490

Malabo Island, broadband hash no AM sidebands

Cameroon TV 32 kW

48.249750-860

Douala, Cameroon – main indicator

Kenyan TV 15 kW

48.249952-978

South west Kenya on Lake Victoria – main indicator

Syrian TV 160 kW

48.250150-173

Homs, south west corner near Lebanon border

UAE TV 150 kW

48.250211-259

Dubai

Ukrainian TV 50 kW

49.739594

Buky (central) and Simferopol (far south) 1 Hz separation

Hungarian TV 50 kW

49.744789-806

Nagykanizsa in s/w, to QRT 2015 – main indicator

Russian TV 200 kW

49.747383-411

Moscow

Moldovian TV 12 kW

49.748812-9.749

Cahul cyclic drift carrier has howling sound

Tajikistan TV 30 kW

49.749987-91

Dushanbe, s/w near Afghanistan border – main indicator

Belarus TV 25 kW

49.750000

Minsk in central Belarus, stable carrier (many TXs at QRG)

Russian TV 45 kW

49.760420-423

Rostov-na-Donu S/W Russia on Ukraine border

SV1SIX beacon 25 W

50.040

Athens, Greece – main indicator

TR0A beacon 15 W

50.0485

Libreville, Gabon – main indicator

5B4CY beacon 20 W

50.499

Cyprus – main indicator

VK6RSX beacon 50 W

50.304

Western Australia

 

 

Ancora sulla TEP

 

La tecnologia satellitare ha considerevolmente migliorato la nostra comprensione dei meccanismi alla base della TEP, identificata negli ambienti scientifici come “bolle o pennacchi di plasma equatoriali” o F-diffuso equatoriale (ESF) ad altezze intorno ai 400 km. Le onde gravitazionali alle basse latitudini si pensa agiscano come catalizzatori per la creazione delle bolle di plasma equatoriali. Per monitorizzare queste anomalie sono stati utilizzati diversi satelliti, inclusi quelli militari. Vengono tenute sotto controllo anche le eventuali scintillazioni in frequenza e in ampiezza dei segnali forniti dai satelliti usati per il servizio GPS (in banda L n.d.t.) nonché dai loro beacons (in banda S n.d.t.). Le bolle di plasma equatoriali sono zone svuotate e con densità irregolari di plasma che degradano la trasmissione dei segnali, cioè esattamente quello che serve per la propagazione TEP dal un punto di vista radioamatoriale. Misurando la propagazione delle onde attraverso queste bolle di plasma, si possono dedurre densità e movimento ed utilizzare questi dati per i modelli esplicativi. Dalla fig. 6 si evince che la velocità verticale del plasma è circa di 45 m/s (162 km/h) alle ore 20:00 (orario in cui cade il picco della eTEP) degli equinozi di Marzo e Settembre. In altre parole, la bolla di plasma ha circa due ore nel periodo fra il tramonto e le 20:00 locali per arrivare alla massima altezza di circa 400-600 km, a seconda dell'altezza dello strato F al tramonto. Per un certo periodo dopo il tramonto locale, gli strati attorno ai 400-600 km sono ancora irradiati dalla luce solare. Quando non sono più illuminati dal sole, la velocità di ascensione diventa nulla intorno alle 22:00 locali e successivamente diventa negativa, facendo scendere velocemente le bolle di plasma man mano che ci si avvicina alla mezzanotte. Il movimento verticale si combina con un movimento predominante verso est a circa 100 m/s (360 km/h), si pensa dovuto a campi elettrici localizzati. La velocità verticale del plasma in forti fenomeni ESF può raggiungere i 50-60 m/s (216 km/h) durante periodi con indice di flusso solare (SFI) intorno a 250 (alta irradiazione solare – picco massimo del ciclo), riducendosi invece a 5-10 m/s in corrispondenza di valori di SFI intorno a 70 (condizioni di quiete in corrispondenza del minimo del ciclo solare). Quindi per avere buone condizioni TEP è necessario che il fenomeno ESF raggiunga quote maggiori durante condizioni di forte irradiazione solare, l'altitudine infatti è il parametro più importante rispetto alla velocità verticale che potrebbe comunque non essere molto duratura. Queste elevate velocità verticali e orizzontali delle bolle di plasma spiegano gli spostamenti doppler misurati in fig. 4.

 

 

 

Fig. 6: Variazione prevista, al variare dell'ora locale, della velocità verticale del plasma alla longitudine di 0 gradi Est in base al modello ROCSAT-1 per il solstizio di Dicembre (linea blu), per l'equinozio (linea verde) e per il solstizio di Giugno (linea rossa) in corrispondenza di un valore di flusso F10.7 = 150 (illustrazione dall'articolo di Stolle, Lü, Fejer, 2008, citato in bibliografia).

 

 

Cicli solari futuri

 

In bibliografia viene citato un link ad un modello e relativa opinione riguardo ai cicli solari 24, 25, 26, ecc.

Fino al periodo di stesura di questo articolo, il modello si sta dimostrando tristemente accurato. Non pensate neppure di cambiare QTH nella speranza di approfittare di grandi aperture TEP durante questo ciclo solare o durante quelli successivi.

Fino ad ora sembra che il ciclo 24 debba presentare un massimo durante il 2013 con SFI non superiore a 180, molto al di sotto del ciclo precedente, il 23, (SFI=273) che era già stato considerato abbastanza scadente. In confronto, il ciclo 21, nel 1982, arrivò ad un massimo di SFI=290. Gli operatori ZS che sperano di lavorare 100 entità DX in 50 MHz durante il ciclo 24 si troveranno ad affrontare tempi duri e non si prevede che con i prossimi cicli si possa aggiungere molto al totale, rimanendo probabilmente, sempre se andrà bene, limitati ai collegamenti nord-sud con l'area del Mediterraneo. Il livello decrescente dell'attività solare si può osservare al seguente link:

 

http://www.solen.info/solar/images/comparison_recent_cycles.png

 

Proiezione del massimo di attività solare

 

Il sole si trova in uno strano stato per quanto riguarda l'irradiazione solare. Attualmente solo una faccia del sole è parzialmente attiva, mentre la parte opposta risulta largamente inattiva. Questo provoca un’alternanza, associata alla faccia visibile dalla terra, dei valori del flusso solare in 10.7cm fra una media di circa 145 e successivamente circa 95, con piccole variazioni. Questo andamento risulta facilmente visibile al seguente link:

 

http://www.solen.info/solar/

 

tale fenomeno si è verificato nelle ultime 11 rotazioni solari e non sembra ci sia alcun motivo per il quale non debba continuare così: le condizioni della propagazione TEP dipendono direttamente da questo valore. La tab. 2 è stata compilata estrapolando lo stesso comportamento per ulteriori 8 rotazioni solari fino al mese di giugno 2013, considerando il periodo sinodico di 26.24 giorni (visibilità della stessa parte della superficie solare). Sembra che all'inizio di Aprile 2013 (proprio dopo l'equinozio) si avrà il picco delle condizioni TEP del ciclo 24 per gli operatori ZS.

 

 

 

Tab. 2: Date centrali per i periodi di massimo valore di SFI fino a Giugno 2013.

 

Date

Anticipated average

SFI peak value

11/12/2012

145

07/01/2013

145

02/02/2013

145

28/02/2013

145

27/03/2013

145

22/04/2013

145

18/05/2013

145

13/06/2013

145

 

 

Bibliografia

 

Transequatorial Propagation of V.H.F. signals ZE2JV QST Dec 1959 copia su:

http://www.dxmaps.com/docs/qst_te_dec_1959.pdf

 

Major Drop In Solar Activity Predicted by Staff Writers Boulder CO (SPX) Jun 15, 2011:

http://www.spacedaily.com/reports/Major_Drop_In_Solar_Activity_Predicted_999.html

 

Long Distance Television Roger Bunney 1976

 

Relation between the occurrence rate of ESF and the equatorial vertical plasma

drift velocity at sunset derived from global observations Stolle, Lühr, Fejer Dec 2008

http://www.ann-geophys.net/26/3967/2008/angeo-26-3967-2008.pdf

 

Solar Terrestrial Activity Report:

http://www.solen.info/solar/

 

Bistatic range:

http://en.wikipedia.org/wiki/Bistatic_range

 

 
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