Propagacja jonosferyczna fal radiowych UKF

Za możliwość odbioru dalekich naziemnych stacji radiowych i telewizyjnych odpowiada propagacja, czyli szereg zjawisk atmosferycznych wpływających na przewodzenie, uginanie, załamywanie i tłumienie fal elektromagnetycznych. Ponieważ zjawiska te powstają naturalnie w przyrodzie, człowiek pozbawiony jest możliwości wpływu na nie i ich kontrolowania. Może natomiast je obserwować i poznawać, na czym właśnie polega nasze hobby – FM DXing (czyli daleki odbiór stacji radiowych FM zakresu UKF - i nie tylko).

W swoich początkach radiofonia rozwijała się na niskich pasmach – falach długich, średnich i krótkich, które cechował bardzo duży, międzynarodowy zasięg z jednego nadajnika. Aż tak duży zasięg okazał się niepotrzebny do emisji w mniejszych, lokalnych ośrodkach. Dlatego wprowadzono do użytku pasma fal ultrakrótkich (UKF) – daleko w górę od 30 MHz. Wysokie Megaherce, mimo ograniczonego zasięgu (co jak wyjaśniłem, niekoniecznie nie było ich wadą), oferowały wiele zalet których nie miały fale długie, średnie ani krótkie – mianowicie: emisję lepszej jakości dźwięku (a wkrótce również stereo, RDS) oraz możliwość wielokrotnego wykorzystania jednej częstotliwości na stosunkowo niewielkim obszarze bez zakłóceń.

W większości zakres ten, szerzej znany jako "FM" znakomicie spełnił swoją rolę (dlatego dziś wielu słuchaczy niemal już zapomniało o falach długich, krótkich i odbiorze zagranicznej radiofonii). Ale okazało się że w specyficznych warunkach, dosyć rzadkich, na UKF także obserwowana była nadzwyczaj daleka dystrybucja (propagacja) fal radiowych - na podobne dystanse co fale długie, średnie i krótkie! W przeciwieństwie do nich, dalekosiężna propagacja na UKF nie miała jednak cech użytecznych: występowała samoczynnie, z przypadkowego kierunku, powodowała zakłócenia do właściwych stacji lokalnych, miała nieregularny i nietrwały charakter. Stąd wyniknęła jej nazwa – „Sporadyczne E”. Litera w nazwie propagacji oznacza warstwę jonosfery – E, od której stwierdzono odbicie fal, dające daleki odbiór. Co ciekawe, od tej samej warstwy E nocą regularnie odbijają się fale średnie (niskie częstotliwości, około 1MHz). Skąd jej nadzwyczajna, „nieregularna” aktywność tak wysoko ponad 30 MHz i w dodatku za dnia?

Fascynacja
To motor naszych zainteresowań propagacją fal radiowych. Dzięki Sporadic-E możemy łapać zagraniczne stacje – duże i małe – a poprzez to poznawać kulturę – języki, muzykę i po prostu codzienne życie odległych miejsc. Czasami można wręcz poczuć się jak w dalekim kraju, nie ruszając się z własnego domu.
SpE to główny, ale nie jedyny rodzaj propagacji. Są też inne, o bardziej lub mniej skomplikowanej, ale szalenie ciekawej mechanice działania. Wiele mówią nam one o stanie naszej planety i zjawiskach na niej (i daleko poza nią) zachodzących. Aż tyle obserwacji... na zwykłym odbiorniku radiowym!

.
Odbicie od warstwy sporadycznej E ("Sporadic E") - Es (SpE)

Propagacja jonosferyczna Sporadic E w skrócie:
- sezonowa, w Polsce pojawia się w okresie od późnej wiosny, przez całe lato aż do września
- maksimum aktywności Es przypada na czerwiec-lipiec
- typowe występowanie: w ciągu dnia (rzadkość nocą)
- dwa dzienne maksima: około 9-12 oraz 14-20
- powyższe przedziały to oczywiście nie ograniczenia dla Es - bywają odstępstwa
- jest niezależna od pogody,
- sporadyczna propagacja Es jest głównie aktywna na niskich pasmach VHF (25-80 MHz)
- wraz ze wzrostem intensywności propagacja sięga wyższych częstotliwości, więc:
- zagranicznych stacji UKF FM na początek należy szukać "na dole" pasma (87,5-92 MHz)
- intensywne otwarcia mogą aktywować zakres aż do 200 MHz (b.rzadkie przypadki)
- odbicie sygnału odbywa się w jonosferze - do około 90-160km ponad ziemią,
- ma charakter "przeskoku" (ang. skip)
- standardowe odległości odbioru na FM od 1100 do 2200 kilometrów
- typowe kraje odbierane w Polsce: Włochy, Hiszpania, Francja, Grecja, Turcja, Wielka Brytania, kraje arabskie, skandynawskie
- via Es łatwo można złapać Włochy czy Turcję, ale NIE bliższe Niemcy ani Czechy!
- "shortskipy" czyli dystanse mniejsze od 1000km możliwe rzadko, przy intensywnych Es
- siła sygnałów stacji DX dorównująca poziomowi stacji lokalnych (często z RDS)
- odbite sygnały niestabilne, szybko zanikające/wracające
- odbiór amatorski możliwy nawet na prostych odbiornikach
- do poważnych DXów via Es zalecane czułe i selektywne odbiorniki oraz anteny kierunkowe o dużym zysku
- kierunek odbioru DX-owego zależny od pozycji obłoku Es nad kontynentem
- najczęstsze otwarcia Es na kierunki południowe
- kierunek odbioru niezależny od ukształtowania terenu
- inne odmiany propagacji jonosferycznej:
Meteor Scatter (pospolity, ale relatywnie słaby),
aurora/F2/TEP (rzadkie, niewystępujące w Polsce lub niedosięgające 88 MHz)

(dalsza część artykułu w trakcie edycji)


Przyczyny ponadprzeciętnej jonizacji warstwy E nie zostały jednoznacznie określone, pomimo ze zjawisko było przedmiotem wielu badan naukowych. Propagacja tworzy się w wyniku uformowania obłoków zjonizowanego gazu na dużych wysokościach. Uważa się, że wynika to z intensywności promieniowania słonecznego, większej latem nad półkulą północną, zimą nad półkulą południową (odpowiadająca temu sezonowość propagacji). Nie wiadomo jednak który konkretnie składnik promieniowania bezpośrednio odpowiada za podwyższoną jonizację. Często tę cechę przypisuje się promieniowaniu ultrafioletowemu oraz rentgenowskiemu. Jedna z pozostałych teorii mówi o związku powstawania obłoków sporadycznych z wyładowaniami atmosferycznymi. Popularnie zwane przez polskich nasłuchowców "Esy" pojawiają się w porze letniej (maj - sierpień na półkuli północnej). Wówczas, w specyficznych warunkach gęstość elektronów we fragmentach powłoki E wzrasta do poziomu, który umożliwia odbicie z powrotem do Ziemi fal o wysokich częstotliwościach. W miarę wzrostu natężenia jonizacji odbijany zakres fal jest powiększany o coraz wyższe częstotliwości, tworząc zjawisko tzw. maksymalnej użytecznej częstotliwości - MUF (od angielskiego "Maximum Usable Frequency"). MUF to częstotliwość najwyższa w oknie propagacyjnym na pasmach radiowych. W pierwszej kolejności dalekosiężny odbiór mogą zauważyć użytkownicy CB radio (27 - 28 MHz) następnie MUF szybko rośnie przekraczając 30 MHz i odbijane są fale pasm VHF (Very High Frequency). Około 50 MHz zaczyna się pierwsze pasmo telewizyjne (od dawna nie wykorzystywane w Polsce) i dzięki propagacji można na nim obserwować pojawienie się sygnału zagranicznych naziemnych stacji TV analogowych (niestety jest ich coraz mniej w Europie). Jeżeli jonizacja nadal się zwiększa, a dodatkowo występuje na kierunku wschodnim w zakresie 66-74 MHz mogą pojawić się stacje UKF pasma OIRT (w Polsce wykorzystywane do 2001r., teraz tylko w Rosji i innych krajach WNP - jak np. Ukrainie, Białorusi, Kazachstanie), są wreszcie propagacja wkroczy na pasmo powyżej FM 87,5 Megaherca. Jak widać, najlepiej szukać propagacji w dolnej części pasma, zwłaszcza przy skromniejszych otwarciach MUF nie osiąga wyższych częstotliwości niż 100MHz. Potężne propagacje pokrywają całe pasmo UKF FM 88-108 stacjami zagranicznymi, utrudniając nawet odbiór stacji lokalnych, powodując zakłócenia w paśmie lotniczym AIR-band 118-136 MHz. Nieco wyżej znajduje się pasmo, którego użytkownicy bardzo wyczekują na Es, by moc zrealizować dalekie łączności - radioamatorzy pasma 2m (144-146 MHz). Należy do rzadkości pojawienie się Es w pasmach wyższych od 150 MHz, choć znane są przypadki propagacji w trzecim paśmie telewizyjnym przy 180 MHz i wyżej. Rekordowo wysoka MUF była odnotowana w okolicach 230MHz!

Wielkość i intensywność propagacji zależy od gęstości elektronowej Es. Jeżeli gęstość lub rozmiar obłoku jest niewystarczający, propagacja może okazać się bardzo słaba, krótka lub - jak w większości takich przypadków, może w ogóle nie dosięgnąć pasma UKF.

Pierwsze sprzyjające warunki dla propagacji w pasmie FM w ciągu roku można odnotować już w kwietniu (nasłuchiwałem propagacji z Hiszpania już w trzeciej dekadzie kwietnia). Przeważnie sezon otwiera się wraz z początkiem mają, kiedy propagacje z dolnego VHF-u śmielej wkraczają na UKF. Monitorując pasmo można stwierdzić nawet kilka krótszych lub dłuższych otwarć w ciągu dnia, ich czas trwania i intensywność wydłuża się do szczytu sezonu, czyli do czerwca-lipca). Można wtedy obserwować nawet wielogodzinne, czasem niemal całodzienne otwarcia, zakłócające stacje lokalne, "omiatające" rożne kraje i rejony kontynentu, przedłużające się do późnych godzin wieczornych i nocnych. Pojawia się tez możliwość jednoczesnego odbioru np. z Hiszpanii i dodatkowo Turcji, czyli dwóch zupełnie rożnych kierunków. Mamy wówczas sytuację w której w jednym czasie nad kontynentem wytworzyły się dwa lub więcej obłoków Es umożliwiających odbiór z rożnych kierunków jednocześnie. W bardzo sprzyjających warunkach i odpowiednim ustawieniu dwóch Es-ów możemy odbierać sygnały z podwójnego odbicia, a tym samym - z dwukrotnie większej odległości - do 4000km. Szerzej o propagacji 2Es pisze nieco niżej.

Wraz z upływem czasu, dużo mniej otwarć propagacyjnych pojawia się w sierpniu. Jest to miesiąc dramatycznego spadku aktywności Es. Jeszcze w pierwszej połowie września jest szansa na odbiór propagacyjny, jednak jest ona tak samo mała jak była pod koniec kwietnia. Minimalnie większa szansa na usłyszenie propagacji Es pojawia się tez... w grudniu! Ma to związek z pełnią sezonu Sporadic E na półkuli południowej, skąd czasem obłoki mogą zabłąkać się także w nasze szerokości.

Godziny występowania Es. Propagacja jonosferyczna w pasmie UKF może zacząć się juz w godzinach porannych - miedzy godzina 8 a 12, kiedy przypada pierwsze "dzienne maksimum". Słońce pnące się po niebie naświetla Ziemie pod odpowiednim katem. W południe, kiedy promienie  przechodzą przez atmosferę pod ostrzejszym katem, dzienna aktywność Esów spada - propagacja znika albo dramatycznie słabnie. Jednak drugie dzienne maksimum pojawia się miedzy 15 a 20 czasu lokalnego. Możliwe jest tez ze propagacja wystąpi poza tymi ramami czasowymi, zwłaszcza - o czym wspomniałem wcześniej - w szczycie sezonu.

Cecha charakterystyczna odbioru z Es jak i każdej propagacji jonosferycznej są szybkie i głębokie zaniki sygnału - od bardzo silnego odbioru stereo z RDS do całkowitego osłabnięcia. Stacje pojawiają się i znikają, jedne szybko inne nieco wolniej. Zaniki są powodowane przez ciągle ruchy skupisk elektronów, albo przesuwania się obłoku. Ruch ten można stwierdzić na podstawie zmian w składzie odbieranych stacji - po pewnym czasie trwania propagacji znikają stacje z jednego regionu lub kraju a pojawiają się z innego. Można wykonać doświadczenie polegające na zaznaczeniu na mapie zidentyfikowanych stacji (miasta, z których nadają), by samemu zobaczyć trasę propagacji. Zdarza się, że wędrujący nad Europa "Sporadyk" tylko przez pewien czas będzie w położeniu, które umożliwi pojawienie się propagacji w polskim eterze. Należy pamiętać, ze Es nie znajduje się nad odbiorca bądź stacja nadawcza, a w połowie odległości miedzy nimi.

Ponieważ punkt odbicia w warstwie E znajduje się na wysokości od 90 do 130 km nad powierzchnia Ziemi, "zasięg" propagacji Es zawiera się w przedziale od 1200 do 2200km. W praktyce oznacza to, ze DXerowi w Polsce łatwiej będzie odebrać stacje z Włoch, Hiszpanii czy stacje arabskie niż te z krajów sąsiadujących z Polska; odbijane są tylko stacje, których sygnały padają pod bardzo dużym kątem na Es.

!!!Bardzo!!! rzadko zdarzają się odległości mniejsze lub większe od tego przedziału - minimalna odległość może zmniejszyć się do 1000km podczas intensywnych otwarć, za to duże odległości charakteryzują "skromniejsze" propagacje. Mając niemal dziesięcioletnie doświadczenie z "esami", minimalnie krotki pojedynczy Sporadyk obserwowałem na odległość 600km, maksymalnie długi na niemal 2600km.

Najczęściej odbierane w Polsce kraje podczas propagacji na UKF to Włochy, Grecja, Turcja, Hiszpania, Francja, Wielka Brytania, Tunezja. Rzadziej pojawiają się kraje skandynawskie, Rosja, Bliski Wschód.

Bardzo ciekawe są obserwacje rozpadów obłoków sporadycznych. Towarzysza temu odbicia pod niespodziewanym katem - jedna z obserwowanych przeze mnie propagacji na Turcję zakończyła się nagłym odbiorem ze... Szwajcarii! (Bardzo rzadko spotykany kraj na UKF w PL). Propagacja Es kończy się albo rozpadem albo - najczęściej - po prostu odsunięciem się obłoku. W tym drugim przypadku - czego nie udało się wyjaśnić - po zejściu Es na pasmie pozostają podejrzanie wysokie sygnały troposferyczne (typowe tropo i aeroscatter).


2Es
Najciekawszym, choć w naszych szerokościach geograficznych dosyć rzadkim, zjawiskiem jakie może dać szczyt sezonu Sporadic E jest właśnie odbicie od dwóch obłoków sporadycznych (2Es, "double-hop" albo "double-skip").
Więcej o 2Es napisałem w osobnym, dedykowanym tematowi poście na blogu.


Meteor Scatter (MS)

Jest to jeden z najczęstszych rodzajów propagacji jonosferycznej. Tu przyczyna wytworzenia jonizacji są meteory, czyli drobiny materii wpadającej z kosmosu do atmosfery ziemskiej i spalające się w niej. W ten sposób wytwarzają bardzo krótkotrwale zagęszczenie jonów na dużych wysokościach ("mały i krótkotrwały obłok sporadyczny E") - najczęściej w dolnej jonosferze (80-90 km, czyli nieco niżej niż typowe obłoki sporadyczne). Skutek wzrostu jonizacji jest podobny jak w przypadku Es - pojawia się propagacja fal radiowych, a co za tym idzie - możliwość dalekiego odbioru.

Meteory wytwarzają propagacje dla całego pasma VHF - od 30 do 200 MHz, najlepiej nasłuchiwać ich jednak na UKF lub na niższych częstotliwościach, ponieważ wyżej propagacja trwa krócej i jest znacznie słabsza - zresztą podobna zasada funkcjonuje w przypadku każdego innego rodzaju propagacji jonosferycznej. Zjawisko odbicia fali radiowej trwa tylko nieco dłużej niż widoczny jest ślad meteoru na niebie, popularnie zwanej "spadającej gwiazdy". Najczęściej mniej niż sekundę, nawet kilka-, kilkaset milisekund (tzw. "ping"). Mogą zdarzyć się odbicia, których trwałość jest dużo większa niż 1s - można domniemać, ze mógł je spowodować bolid, czyli meteor o średnicy większej niż 1mm. Kilkakrotnie zdarzyło się, ze obserwowałem tez propagacje MS trwająca kilkanaście, kilkadziesiąt sekund, aż do 2 minut. Odbicie MS w odbiorniku słychać jako bardzo krotki fragment audycji - urywek wypowiedzi prezentera radiowego, lub utworu muzycznego - w zależności od tego co akurat emituje stacja, której sygnał "przeskoczył". W przypadku typowej, milisekundowej propagacji MS będzie to po prostu "kadr" dźwięku na milisekundy wyłaniający się z szumu. Dłuższy odbiór cechuje duża zmienność natężenia siły sygnału - jest chaotyczny. Wynika to z ruchu jonów, które są to raz "rozdmuchiwane" to "koncentrowane" przez ziemskie pole magnetyczne.

To ważne, aby prowadzić nasłuch na "czystej" częstotliwości, takiej która nie będzie zajęta przez lokalne lub troposferyczne stacje. Ze względu na to, ze propagacja ta jest ogólnie dosyć słaba, do nasłuchu najlepiej przygotować selektywny i czuły tuner wraz z antena zewnętrzną. Niekiedy bywa możliwy odbiór także na dobrych, przenośnych odbiornikach z antena teleskopowa. Dzieje się tak np. podczas aktywności rojów meteorów. Jest to czas w ciągu roku, kiedy obserwowana liczba odbić od śladów kosmicznego "kurzu" znacząco wzrasta. Przyczyna takiego zjawiska są lokalne zagęszczenia materii pozostawionej przez komety lub planetoidy na fragmentach orbity Ziemi dookoła Słońca, przez które regularnie co roku przechodzi nasza planeta. Czas aktywności rojów to przeciętnie około dwa tygodnie. W połowie tego czasu przypada maksimum, czyli dzień z największą liczbą meteoroidów wpadających w ziemską atmosferę. Najważniejsze roje i ich maxima to:
Kwadrantydy (~3 stycznia)
Perseidy (~12 sierpnia)
Geminidy (~10 grudnia)
Podane roje wyróżniają się bardzo dużą liczbą obserwowanych meteorów - 100 na godzinę i więcej. Mowa jest oczywiście o obserwacji wzrokowej, nasłuch radiowy wykaże wielokrotnie większą liczbę zjawisk radiometeorów. Na bardzo czułym odbiorniku, przeciętnie poza okresami aktywności rojów można naliczyć 100 meteorów a podczas maximów nawet ponad tysiąc zjawisk na godzinę! -Przykładem jest nasłuch nośnych analogowych TV w pasmie VHF-1.

Nie wprowadzając już zbyt wielu szczegółowych kwestii astronomicznych, zwróćmy uwagę na to ze radianty (punkty na niebie, z którego "wybiegają" meteory poszczególnych rojów) poszczególnych rojów znajdują się w rożnych częściach nieba, nie wszystkie są widoczne o danej porze dnia, a co za tym idzie odbiór sygnału od meteorów podczas roju ma wahania dobowe liczby odbić. Wahania mają także swój rytm dzienny poza aktywnością roju. Ważne jest aby radiant znajdował się możliwie najwyżej nad horyzontem - wówczas mamy szanse na odbicia od meteorów określonego roju. Ustawienie anteny względem radiantu nie odgrywa tu większego znaczenia - na jaki kierunek ustawimy antenę z tego głownie będziemy odbierać odbicia. W pozostałym czasie, poza aktywnością rojów, liczba zjawisk waha się w zależności od pory dnia. Ruch Ziemi po orbicie i jednocześnie obrót wokół własnej osi powoduje ze w poszczególnej porze doby inny obszar Ziemi znajduje się na "czele" a inny na "tyłach". Jeszcze bardziej obrazowo tłumaczy to porównanie do samochodu jadącego z dużą prędkością - więcej owadów rozbije się na przednim zderzaku niż na tylnym. Podobnie jest w przypadku Ziemi, tu jednak dodatkowo mamy obrót wokół osi, więc praktycznie cala planeta doświadcza maximum meteorowe, tylko o określonej porze. Meteoroidy są nabierane w atmosferę głownie tej półkuli, która jest wystawiona do kierunku ruchu Ziemi wokół Słońca. Czas krytyczny (największa dobowa liczba meteorów) zaczyna się po północy czasu miejscowego, ma maksimum około szóstej rano i kończy się około dwunastej. Poza tym czasem meteory są również obserwowane, choć w mniejszej liczbie.

Należy wyjaśnić jeszcze jedno - odbicie nie następuje od śladu widocznego na niebie u obserwatora, a znacznie dalej za horyzontem. Rozbłysk meteoru może nastąpić np. nad północnymi Niemcami, a stacją która zostanie dzięki niemu odebrana może pochodzić np. z wybrzeży Wielkiej Brytanii. Stacje które odbieramy po odbiciu od zjonizowanego śladu meteoru będą najczęściej znajdować się w odległości 1000km. Jest to odległość, która wypełnia lukę miedzy maksymalnym zasięgiem troposferycznym, a minimalnym jonosferycznym (warstwy E). Meteory najczęściej spalają się w niższych partiach jonosfery (90km powyżej powierzchni Ziemi), dlatego uzyskiwany odbiór nie przekracza 1800km, a z reguły oscyluje miedzy 600 a 1400km. Propagacja MS jest dobra okazja dla odbioru stacji, których raczej nie uda się odebrać podczas propagacji troposferycznych i jednocześnie będą trudne do zdobycia podczas typowych "Es-ów". W Polsce najczęściej poprzez MS udaje się odebrać stacje brytyjskie, skandynawskie, niemieckie, włoskie, bałkańskie i tureckie. Nieco trudniej jest o odbiór ze wschodu (mniej liczne nadajniki?).

Wplyw innych propagacji na Meteor Scatter

Dobowe wahania aktywności meteorów omówione powyżej, za które odpowiada ruch obrotowy Ziemi, podlegają jeszcze dodatkowo warunkom atmosferycznym - zarówno w tropo- jak i jonosferze. Tropo może zmniejszyć przenikliwość elektromagnetyczną w niskiej atmosferze: warunki refrakcji ujemnej, które rzadko, ale jednak się pojawiają powodują silne tłumienie fali przestrzennej - MS jest wówczas obserwowany bardzo slaby i rzadki.

Propagacji Meteor Scatter sprzyja za to podwyższona jonizacja w warstwie E. Często zdarza się, ze Es który nie osiąga jeszcze poziomu 88MHz jest "podbijany" przez wpadający meteoroid. To dlatego w letnie popołudnia obserwowane jest dosyć sporo meteorów, co nie wynika wprost z wahań dobowych, bo znacznie mniej jest ich w zimowe popołudnia. Dzięki podwyższonej jonizacji Es, Meteor Scatter trwa dłużej, bądź odbity sygnał jest silniejszy. Gesty rój meteorów, który przez dłuższy moment będzie "bombardował" atmosferę może nawet spowodować wytworzenie się obłoku Es lub FAI (także zimą). Taka właściwość mają wszystkie wymienione powyżej roje: Kwadrantydy, Perseidy i Geminidy.



Egzotyczne propagacje jonosferyczne

Oprócz przedstawionych wcześniej rodzajów (Es, MS), jonosfera dysponuje większą liczbą sposobów nietypowej dystrybucji fal radiowych powyżej 30 MHz. Tu zajmiemy się odmianami, które występują w Polsce rzadko, bardzo rzadko, lub nie zostały jeszcze odnotowane w ogóle (bardziej typowe dla innych stref geograficznych).

F2
Jest to ciekawy rodzaj odbicia od bardzo wysokich warstw jonosfery dający możliwość uzyskania nawet globalnego(!) zasięgu. Pojedyncze odbicie od warstwy F, która znajduje się na wysokościach od 200 do 350km nad powierzchnia Ziemi daje uskok na nawet 3500km, przeciętnie aż dwukrotnie dalej niż zwykłe odbicie od warstwy sporadycznej E.

W normalnych warunkach, warstwa F odbija tylko fale krótkie (z określoną maksymalną częstotliwością MUF). Na MUF F2 ma wpływ cykliczna aktywność Słońca (11-letnia) - w latach o niskiej aktywności MUF propagacji F2 może zatrzymywać się nawet na 15 MHz. W okresie szczytowej aktywności Słońca dzieją się rzeczy niezwykle - granica 30 MHz jest latem przekraczana, czyli F2 pojawia się w pasmie VHF1!. W Europie dzięki F2 odnotowywano odbiór stacji TV blisko- i dalekowschodnich, australijskich czy z obu Ameryk. Maksymalna MUF mieściła się w granicach 70 MHz. F2 dystrybuuje silne, ale bardzo zniekształcone sygnały.

TEP (Transequatorial Propagation) - Propagacja transrównikowa

Bardzo interesująca odmiana dalekosiężnej propagacji jonosferycznej. Od typowego odbicia F2 rożni się znacznie wyższa MUF. Nazwa wskazuje na charakter odbicia fal elektromagnetycznych, jakie następuje podczas TEP. Propagacja ma kierunkowość ściśle południkową i umożliwia łączność między dwoma punktami położonymi symetrycznie w tej samej odległości na północ i południe od równika. Łączy ona takie miejsca na ziemi jak: Japonia - północna Australia, Basen śródziemnomorski - południowa Afryka, Karaiby - południowa Brazylia, Argentyna, Chile.

TEP powstaje, gdy w jonosferze w odległości +/- 15 stopni od równika geomagnetycznego (który nie wszędzie przebiega wzdłuż równika geograficznego) tworzą się bardzo duże zagęszczenia elektronów - a dzieje się tak po południu lub po zachodzie słońca. Sygnał VHF wypromieniowany np. z wysp Japonii może trafić daleko na południu na pierwszą strefę zagęszczenia elektronów, z której ulegnie odbiciu lub zakrzywieniu i przekroczywszy równik trafi na druga strefę podwyższonej jonizacji, gdzie ponownie ulegnie zakrzywieniu w kierunku Ziemi, tak, aby mógł zostać odebrany np. w północnej Australii. Sygnały TEP są bardzo zniekształcone i bardzo niestabilne ("migoczące" - "flutter"). TEP pojawia się w latach szczytowej aktywności słońca, zwłaszcza podczas równonocy wiosennej i jesiennej. Wyróżnia się dwie odmiany TEP: popołudniową i wieczorną, które różnią się MUF i zasięgiem (szerokością rozstawu symetrycznego od równika). Wieczorne TEP potrafi osiągnąć MUF nawet 220 MHz! Popołudniowa TEP osiąga niższe częstotliwości - do 70-80 MHz, lecz strefy jonizacji znajdują się w tym przypadku w większych odległościach od równika.

Aurora - Propagacja zorzowa

Jonizacja w wysokiej warstwie E może zostać wywołana także przez naładowane cząstki wiatru słonecznego wpadające w okolicach biegunów ziemi. Najpowszechniej znanym skutkiem ingerencji wiatru słonecznego w ziemskim polu magnetycznym jest zjawisko świetlne, czyli zorza polarna. Powstała jonizacja ma także wpływ na komunikacje w pasmach radiowych - a dla nasłuchowców - duży potencjał Dxowy. Tym bardziej, ze zorza nie musi być widoczna bezpośrednio w miejscu zamieszkania nasłuchowa (o co byłoby raczej trudno w Polsce).
Więcej o cechach propagacji zorzowej wraz z przykładami odbioru w dedykowanym jej poście na blogu..

FAI (Field Aligned Irregularities)
FAI bywa mylone z bardziej typowymi odmianami propagacji jonosferycznej, niekiedy słusznie, bowiem towarzyszy otwarciu "Sporadic E", kiedy obłok ulega rozpadowi lub wyładowaniu oraz pojawia się na skutek intensywnego roju meteorów. Odbicia od FAI są możliwe ze względu na miejscowe skoncentrowanie swobodnych elektronów wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi. FAI układające się na północy może mieć podobna charakterystykę odbić jak Aurora (intensywne FAI to właśnie Aurora) - pomimo wytworzenia jonizacji na północy, sygnały będą pochodzić z rożnych kierunków, przeważnie z południa. Propagacja FAI jest zjawiskiem spontanicznym - powstaje i utrzymuje się uwarunkowana trwałością nieregularności jonosferycznej i jej ewentualnego związku z MS lub Es.

Backscatter - Odbicie wsteczne
Nie jest to tak do końca oddzielny typ propagacji, lecz odmiana wszystkich powyższych. Backscatter powoduje, ze jonosferycznie mogą być odbierane stacje znajdujące się bliżej miejsca zamieszkania nasłuchowca, których typowy odbiór jonosferyczny (Es, MS) nie byłby możliwy. Dzieje się tak, jeżeli po pierwszym uskoku sygnał jonosferyczny pada na duży zbiornik wodny i niewielka porcja sygnału "zawraca" do obłoku, a nawet do odbiorcy. Jonosferycznie można w ten sposób odebrać stacje z lokalnej strefy dla propagacji troposferycznej, czyli stosunkowo bliskie.


Na koniec:
Ideą propagacji w naszym hobby jest uzyskanie odbioru sygnałów radiowych, których odbiór w normalnych warunkach (bez propagacji) jest w naszej lokalizacji niemożliwy - tzw. DXing. W tym celu należy wcześniej dobrze zapoznać się ze standardową ofertą własnego lokalnego eteru oraz... odpowiednio się nią znudzić, by zapragnąć szukać więcej.
Propagacja jako proces radiowego otwarcia na odległe obszary, "stara się" zaspokoić owo pragnienie, a jej ulotność dodaje nasłuchom specyficznego dreszczyku emocji. Uzyskanie DXowego odbioru otwiera drogę do dalszych działań: można daleką stację po prostu "zaliczyć" jako odebraną i szukać kolejnej, albo korzystać z oferty jej programu - o ile jakość odbioru na to pozwala. Wszystko to nieco pod presją czasu, ponieważ dalekie, DXowe sygnały są ulotne i musimy liczyć się z ich osłabnięciem i zniknięciem. (W poszukiwaniu nowych stacji nie obrażajmy się więc zbytnio na nasze lokalne, bo kiedy propagacja się zakończy przyjdzie nam do nich wrócić...)

Można tłumaczyć że w epoce internetu łapanie dalekich stacji radiowych nie ma sensu, bo większość z nich można sobie włączyć online. Owszem, nasze hobby jest reliktem analogowych, nieskomputeryzowanych czasów, ale poruszanie się w gąszczu stacji radiowych w poszukiwaniu czegoś ciekawego, ideą niewiele różni się od przeglądania ogromu materiałów w Internecie. Wymaga za to kunsztu - znajomości radiowych technikaliów, posiadania odpowiedniego sprzętu i bycia otwartym na to co nowe, co spontanicznie dociera w formie sygnału radiowego gdzieś z daleka. A Internet zresztą jest bardzo pomocnym narzędziem w rozwijaniu zainteresowań FM-DX, bo gdzie indziej możnaby przeczytać tak wspaniały artykuł o nasłuchach jak ten:)

dobrego odbioru DX-owego!
Maciej Ługowski