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Lo que el Radioaficionado debe saber sobre la propagación de las ondas electromagnéticas y los ciclos de las manchas solares

 

Se completa uno de los ciclos solares más débiles registrados

MADRID, 12 Jun. (EUROPA PRESS) -

La NASA considera que un máximo de actividad en el presente ciclo solar está teniendo lugar en 2014. Tras un misterioso bajón de actividad a partir de 2008 y 2009, el más acentuado en un siglo, los físicos solares se preguntaban cuando regresaría un nuevo periodo de alta actividad.

 

Ya hay respuesta. "Ha vuelto", dice Dean Pesnell, del Centro de Vuelo Espacial Goddard. "El máximo solar ha llegado." Pesnell es un miembro destacado del Grupo de Predicción del Ciclo Solar de NOAA / NASA.

 

La duración de un ciclo solar no es fácil de determinar. Aunque los libros de texto lo determinan en 11 años, el ciclo real puede tomar de 9 a 14 años en completarse.

Algunos máximos de ciclo solar son fuertes, otros débiles y, a veces, como sucedió durante casi 70 años en el siglo XVII, el ciclo solar puede desaparecer por completo.

Pesnell apunta a una serie de factores que indican condiciones de un máximo solar en 2014: "El campo magnético del Sol se ha movido de un tirón, estamos empezando a ver el desarrollo de grandes agujeros coronales y cantidad de manchas solares".

 

Otro científico, Doug Bieseker, del Centro de Predicción del Clima Espacial de NOAA, está de acuerdo con Pesnell y confirma que el máximo de actividad solar se está produciendo, aunque admite que no es muy impresionante.

 

'MINI-MAX'

"Este ciclo solar sigue figurando entre los más débiles de la historia," comenta Ron Turner, de Analytic Services, que sirve como asesor científico senior de programa de Conceptos Avanzados de la NASA.

 

Los investigadores creen que la erupción fue tan significativa como el icónico Evento Carrington de 1859. Si la"super tormenta" 2012 había golpeado la Tierra, el daño a las redes eléctricas y los satélites habría sido significativo.

 

Para ilustrarlo, se traza el número de manchas solares en este ciclo y se compara con los 23 ciclos previos desde 1755. "En el registro histórico, hay sólo unos pocos máximos de actividad solar más débiles que éste."

 

Como resultado, muchos investigadores han comenzado a llamar el pico en curso un "Mini-Max". Pesnell cree que el Ciclo Solar 24 comenzará a decaer en 2015.

 

Irónicamente, es cuando podrían producirse las erupciones y tormentas magnéticas más grandes. Biesecker ha analizado los registros históricos de la actividad solar y encontró que la mayoría de los grandes eventos, como llamaradas fuertes y tormentas geomagnéticas significativas ocurren típicamente en la fase descendente de los ciclos solares, incluso las más débiles.

 

De hecho, este "Mini-Max" ya ha desatado una de las tormentas más fuertes registradas en la historia registrada. El 23 de julio de 2012, una nube de plasma salió disparada del sol a 3.000 kilómetros por segundo, más de cuatro veces más rápido que una erupción típica. La tormenta atravesó la órbita terrestre, pero, afortunadamente, la Tierra no estaba allí.

 

 

Propagación electromagnética  Reporte de la actividad Solar

 

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 Región D

Region Absorption Predictions (D-RAP)

 

 

 

 

 

 

 


 

Aperturas en las bandas y ciclos solares.

La radiación proveniente del Astro Rey no es constante, sino que sufre subidas y bajadas en un período de aproximadamente 11 años. Este período es lo que conocemos como Ciclo Solar.

 

A lo largo del punto más bajo de este ciclo, como por ejemplo estos últimos cuatro años, la radiación solar crea una región F extremadamente débil, y las aperturas en HF son de unas pocas horas hacia el mediodía, o bien no se producen en absoluto.

Esto es lo que ha pasado recientemente en la bandas de 10 y 11 metros.

 

En contraste a ello, durante la cresta del ciclo la radiación solar media crea una región F lo suficientemente densa como para propagar las señales en estas frecuencias a lo largo de todo el mundo, y durante las horas diurnas.

 

Las predicciones generales de propagación pueden ser realizadas con años de antelación debido a la predictabilidad de las subidas y bajadas de la actividad solar.

 

El descubrimiento y consecuente estudio del ciclo solar tiene una larga e interesante historia que es importante conocer para entender perfectamente lo que va a pasar ahora en el ciclo 23.

 

Esta historia comienza con las primeras observaciones de unas curiosas manchas en la superficie solar, conocidas como manchas solares...

 


 

Descubrimiento del ciclo de las manchas solares.

Los primeros registros conocidos por parte de los astrónomos chinos con respecto a la observación de una serie de manchas en el sol datan de 20 siglos atrás, y el célebre Galileo las redescubrió con su telescopio en 1611.

 

No obstante permanecieron como poco más que curiosidades hasta que Rudolph Wolf, del Observatorio de Zurich, en Suiza, inventó un método para contar y clasificar las manchas solares en el año 1849.

 

Durante el análisis de las observaciones realizadas, Wolf descubrió que las manchas iban y venían a lo largo de ciclos regulares de unos 11 años de duración. Entonces, numeró retrospectivamente los ciclos desde los datos más antiguos tomados en 1755, nombrando al ciclo de ése año como Ciclo 1.

 

Ahora estamos en el Ciclo 23 correspondiente a las mismas series de Wolf inventadas casi 150 años atrás.

 

El método Wolf para contar las manchas solares consta de diferentes series de fórmulas, unas para contar manchas individuales, otras para contar grupos de ellas. También incluye un factor de escala que corrige las condiciones específicas del observador.

 

El número Wolf de manchas varía comúnmente desde cero (que corresponde al punto más bajo) hasta más de doscientos (en la cresta de los ciclos más altos). Por ejemplo, durante la primavera y el verano de 1996 hubo numerosos días en los que el sol se encontró sin ninguna mancha en absoluto, resultando en consecuencia un número Wolf de valor cero.
 

Las manchas solares no aparecen de manera aleatoria, ni mucho menos, sino que lo hacen en un patrón cíclico.

 

En los albores de los nuevos ciclos, las manchas aparecen en latitudes solares superiores a los 30º Norte, y usualmente en parejas a ambos lados del ecuador solar.

 

En tanto el ciclo va progresando, las manchas van emergiendo cada vez más cerca de la sección central del astro, y se van incrementando en tamaño y número. Después, mientras el ciclo va declinando, su tamaño y número van decreciendo, aunque continúan formándose más y más cerca del ecuador solar.

 

En el breve período de más o menos un año, las manchas solares asociadas con la muerte del ciclo aparecen cerca del ecuador, a la vez que las manchas asociadas al advenimiento del nuevo ciclo aparecen sobre las altas latitudes mencionadas anteriormente.

 

Los físicos solares marcan el punto de división entre el ciclo viejo y el nuevo cuando el número de manchas del centro y de las latitudes altas es más o menos el mismo.

 

Esta decisión puede ser tomada solamente una vez vivido el citado momento, pero todo indica que el final del Ciclo 22 y el comienzo del Ciclo 23 tuvo lugar en algún momento de los últimos días del verano de 1996.

 


 

¿Cuando estarán abiertas las bandas?

Bandas diurnas Bandas nocturnas
10 m 40 m
12 m 80 m
15 m 160 m
17 m  
20 m  
30 m  

 

Aunque a la propagación le afectan un buen número de factores, el flujo solar por separado puede proporcionar la suficiente información como para saber más o menos cuando vamos a tener abiertas las bandas altas, para la región F del DX.

 

Los muchos años de experiencia han demostrado que una vez que el flujo solar sobrepasa el valor de 100, las bandas de los 10 y 11 metros estarán abiertas de manera consistente a lo largo de las rutas normales, como la que va desde Europa Occidental hasta la costa Oeste de Australia.

 

De acuerdo con las predicciones para el Ciclo 23 realizadas por la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica de los EE.UU., la media del flujo solar sobrepasará el valor de 100 durante 1998 y para entonces, los períodos de Otoño e Invierno verán una serie de espectaculares aperturas en las bandas de 10 y 11 metros.

 

Existen métodos más precisos para observar todo esto, basados por lo general en predicciones de flujo solar hechas sobre períodos de tiempo cortos. De todas maneras, existe un elevado índice de impredecibilidad, pero constituyen una buena guía acerca de lo que se espera que va a pasar.

 

Hay también un buen número de programas informáticos que hacen que las predicciones de propagación resulten aún más fáciles de obtener y quizás más precisas aún.

 

Sin embargo, todos dependen igualmente del número del flujo solar, que puede ser perfectamente el valor tomado el día anterior, o bien uno obtenido de cualquiera de las numerosas páginas que aparecen en Internet.

 

Muchos programas apuntan también las condiciones en el campo geomagnético terrestre, el cual juega un papel sumamente importante para ciertos tipos de propagación.

 

Hasta existe un sitio Web que realiza por tí todas estas predicciones, y que te muestra un detallado mapa a todo color que muestra los diferentes perfiles MUF para el planeta. Estos mapas son actualizados cada hora. La dirección es:

 

 http://holly.cc.uleth.ca.
/solar/www/realtime/html

 

De todas formas, hemos de decir en detrimento de todo este impresionante poderío informático que incluso los más sofisticados de entre estos programas tienen sus limitaciones. Todos ellos realizan sus predicciones dentro de varios rangos de incertidumbre, no entre rangos de realidades determinadas.

 

Los factores desconocidos e impredecibles pueden echar fácilmente por tierra hasta la mejor de las predicciones realizadas.

 

Además, estos programas suelen tomar una serie de constantes para las predicciones, cuando realmente cualquier radioaficionado puede constatar que la radio puede ser cualquier cosa, excepto predecible.

 

Por otro lado, algunos programas no suelen tratar con las comunicaciones por encima de los 50 MHz, aunque la MUF suele alcanzar en ocasiones valores por encima de ese punto.

 

 

 

 

 

 

La Descripción de las

capas de la ionosfera

 
D, E, F1 y F2

 


 

 

Short Path -Long Path

 

 


 

Cómo mejorar las predicciones

Hay una serie de estrategias generales que pueden ayudarte a mejorar aún más las predicciones de propagación, especialmente si deseas encontrar oportunidades de apertura especialmente tempranas.

 

Una muy sencilla es ir directamente un poco más allá de los valores indicados. Así, si la predicción muestra que hay un 10 por ciento de probabilidades de que la MUF(Maximum usable frequency)  (Frecuencia máxima utilizable)  alcance los 25 MHz en una dirección concreta, prueba a buscar la apertura hacia los 28 MHz en el momento álgido.

 

Puede que seas recompensado con un par de minutos de señales débiles, pero suficientes para llevar a cabo algunos extramultiplicadores en un contest, o para encontrar una estación DX rara, antes de que nadie lo consiga, y de que se forme el típico pile-up.

Programas recomendados: VOACAP, HAMCAP VOAPROP,  y  ACE-HF

 

Cuando leas las tablas de predicción, emplea las líneas de las crestas como una guía de donde y cuando has de estar a la escucha, a la búsqueda de las aperturas, en frecuencias lo más elevadas posible.

 

La MUF tiene otros ciclos diurnos y estaciónales que conviene tener siempre en mente. La propagación en las bandas altas suele ser mejor desde Octubre hasta Abril que en otras estaciones del año.

 

Las razones de ello son bastante complejas, aunque podemos apuntar que para el mismo valor de  flujo solar , la  región F  es más densa en la estación invernal del hemisferio norte, que en su estación veraniega.

 

Cualquiera que sea la estación del año, la ionosfera estará más densamente ionizada cuanto más elevado se encuentre el sol con respecto al horizonte.

 

Los pasos que cruzan latitudes muy elevadas, especialmente las regiones polares, suelen ser sumamente difíciles. Estas zonas reciben radiaciones solares mucho menos intensas que las ecuatoriales, con lo cual la MUF en estas ionosferas polares suele ser notablemente menor que en otras regiones.

 

Además, la ionización creada por los electrones aurorales que entran pueden causar una absorción sustancial en las  regiones D y E   de la atmósfera, que provoca de paso la distorsión de las señales de radio en HF.

 

Incluso en condiciones normales, las señales que atraviesan la zona auroral son atenuadas y toman un ruido de fondo que las distinguen del resto. Durante una tormenta geomagnética, los efectos destructivos sobre las señales HF se intensifican, llegando incluso a salirse de estas regiones y penetrar en las latitudes medias.

 


 

Modos de dispersión (SCATTER)

Las irregularidades en la alienación en el campo transecuatorial y las diversas maneras de dispersión en la región F se consideran en ocasiones como una especie de predicciones de propagación, aunque no se utilizan en las comunicaciones HF y VHF.

 

La irregularidad en el campo transecuatorial origina una serie de pasos de 4000 a 8000 km. perpendiculares al ecuador geomagnético terrestre y a frecuencias mucho más elevadas que las MUF corrientes, especialmente durante los años en que el ciclo solar alcanza sus cotas más elevadas.

 

Las ocasiones inusuales para aprovechar esta irregularidad suelen tener lugar en el rango de frecuencias entre los 28 y los 50 MHz, y aparecen exclusivamente hacia el final del ocaso y al amanecer, cerca de los equinoccios de Otoño y Primavera, es decir, durante unas pocas semanas hacia el final de los meses de Marzo y Septiembre.

 


 

Propagación  AURORA Y E-AURORAL

El crescendo del ciclo solar ocasiona también un cierto incremento de tormentas geomagnéticas, tanto en frecuencia como en intensidad. Estas tormentas suelen desencadenarse cuando los protones y electrones son expulsados por el sol y entran en contacto directamente con el campo magnético de la tierra en sus polos.

 

Este influjo repentino de partículas distorsiona el campo geomagnético. Estos disturbios geomagnéticos, más conocidos como subidas y bajadas del ciclo solar, degradan las comunicaciones en HF en las latitudes más extremas durante períodos de tiempo que oscilan entre varias horas y varios días.

 

Al mismo tiempo, las tormentas geomagnéticas pueden actuar como mejorantes de la propagación en las frecuencias de 25 MHz y un poco más elevadas, en las zonas del ecuador terrestre.

 

Muchos observatorios alrededor del mundo informan de las condiciones del campo geomagnético empleando para ello los índices A y K.

 

El primero de ellos, el  índice A , se calcula con base a las mediciones realizadas el día anterior y puede variar bastante de un día para otro. Por esto está bastante limitado para su uso en predicciones que vayan más allá de un día.

 

El otro  índice, denominado K  relativo, ofrece una indicación de las condiciones del campo geomagnético durante las pasadas tres horas, y puede advertirnos de las variaciones que este sufra con unos intervalos de tiempo más cerrados.

 

Cuando este índice  K supera el valor de 4 , entonces podemos suponer que vamos a encontrarnos con una distorsión en las comunicaciones en HF.

 

Los disturbios geomagnéticos suelen estar acompañados de propagación por Aurora y E-Auroral. Estos dos fenómenos ofrecen nuevas oportunidades para las estaciones en latitudes elevadas, desde los 28 a los 432 MHz.

 

Aurora soporta contactos hasta los 2300 km., en frecuencias tan elevadas como los 432 MHz antes citados, a través de los pasos norteños más oblicuos.

 

Las señales salen excesivamente distorsionadas, pero pueden ser sumamente fuertes. Las mejores horas para practicar esto son desde el final del ocaso hasta la medianoche.

 

Por su parte, la E-Auroral se comporta de una manera muy parecida al E esporádico, y es utilizable desde los 28 a los 144 MHz (especialmente en la zona auroral más norteña), sobre pasos directos hasta unos 2300 km. de distancia, que se pueden convertir en ocasiones, en 6000 km. trabajando entre los 28 y los 50 MHz.

 

Estas señales suelen tener solamente una ligera traza de distorsión auroral y a menudo resultan claras y fuertes. A este tipo de propagación probablemente se le saque menos provecho del que debiera, especialmente en las regiones norteñas, y puede ofrecernos muchas sorpresas.
 

Que podemos esperar...

Si nos fijamos en lo que ha pasado a lo largo de los anteriores ciclos solares y le echamos de paso un vistazo al gráfico adjunto, podemos hacernos una buena idea de lo que se espera que ocurra en las bandas de HF a lo largo de unos pocos años.

 

En la predicción vemos que el flujo solar permanecerá bajo hasta que empiece una rápida ascensión en los comienzos del año 1998.

 

Esto viene diciendo que no vamos a ver demasiados cambios en la HF, durante la primavera y verano entrantes, si los comparamos con lo que ha venido ocurriendo estos últimos años.

 

De todas maneras, a finales de este año y a principios del que viene sí que podemos ir empezando a buscar aperturas en las bandas que nos permitan ir comparando con cierta ventaja.

 

Antes de comenzar a entrar en materia, será mejor que consideremos un punto sumamente importante de cara a las predicciones de flujo solar: Nos referimos a algo denominado números suavizados.

 

 Veamos que es esto. Los números que se desarrollan a partir de los datos actuales son el resultado de una media de valores.

 

Esto es porque, aunque en el gráfico adjunto la línea de valores nos muestra que el flujo solar va creciendo año tras año hasta llegar hasta su punto más elevado, para luego descender de nuevo progresivamente año tras año, la verdad simple y llana es que esto no ocurre así de ninguna manera.

 

Los valores de un día para otro van variando arriba y abajo, arriba y abajo. Y en los comienzos de un nuevo ciclo, los períodos arriba son relativamente cortos, con lo que la media a lo largo del tiempo se mantiene baja.

 

Así que el punto a tener en cuenta es que durante esos cortos momentos arriba, podemos esperar excitantes aperturas en las bandas de HF.

 

Cuando los valore suavizados se encuentran aún relativamente bajos, no resulta extraño ver valores de flujo diurno que llegan fácilmente hasta 100.

 

Si estos valores aguantan durante dos, tres o más días, entonces es bien cierto que las bandas de 10 y 15 metros verán aperturas que permiten llegar hasta lugares no sugeridos por las predicciones de propagación.

 

Es bueno mantener un ojo en los valores de flujo diurno proporcionados por la WWV, o bien sintonizar cada día las bandas HF a la espera de estas aperturas impredecibles.

 

Cuando observéis las tablas de predicción tened en cuenta que las curvas del 10 y el 50 por ciento son más altas en la realidad que como se muestra sobre el papel, más altas que una banda más de HF e incluso en ocasiones, más aún. Si tenéis esto en cuenta... ¡Podéis ver también posibilidades de apertura hasta en la banda de 6 metros!.

 



 


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Actualizada  martes, 29 de agosto de 2017 13:02

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