总所周知,10月初的几次太阳耀斑活动强度极高,即使是不了解太阳活动的朋友们也会从新闻上对这几次太阳耀斑活动有所耳闻。而太阳活动影响短波频段的方式主要就是耀斑和CME(日冕物质抛射)。十月初的这几次活动正好可以为业余无线电爱好者们提供仔细的观察这种现象的机会。
首先是一点前置知识,让我们来看看究竟是什么太阳活动会影响电波的传播。
太阳耀斑是来自太阳活动区域的剧烈电磁辐射爆发现象。当发生太阳耀斑时,电磁能量以光速传播,人类观察到这一现象时,电磁能量同时到达地球。由于短波频段的电磁波通过电离层进行折射传播,在日照区域,太阳耀斑的电磁能量将使得位于电离层底部的D层发生更剧烈的电离,使得该层吸收电磁波的能力增加,出现无线电中断的现象。因此如果出现了太阳耀斑活动,短波频段(特别是较低波段)的传播将会受到较大影响。衡量太阳耀斑的级别由X射线的峰值通量来确定。
有时太阳活动还会产生CME(日冕物质抛射)现象。日冕层将大量的等离子体抛射出去,如果部分等离子体的速度足够快以至于被抛射进入行星际空间,并且目标明确地冲向地球方向,这些物质将会与地球的磁场发生作用,产生地磁扰动(风暴)以及极光等现象。地磁风暴将会扰动电离层,使得借助电离层传播的短波信号收到各种各样的影响。一般来说,用来衡量地磁活动状态的参数是A指数和K指数。K指数(0至9)用来衡量最近3小时内的地磁活动情况,而A指数(0至400)是K的加权,可以认为是过去一天的地磁活动情况。最后,地磁风暴的级别由G级别(1至5)来衡量。
好,结束了前置知识的铺垫,让我们来看一张图。
这张图中的数据来源于我自己的电台,它24小时守听着28.074MHz 10m波段FT8。天线是3单元八木,指向欧洲方向。JTDX等软件会在解码信号后,把所有的解码数据保存在月份命名的日志文件中,因此我写了一个小的脚本,用来分析这个日志文件,并获取每一个收到信号的时间、距离信息。背景中的数据是K指数,我叠加了一些关键时间节点上的太阳活动信息,以供大家参考。这些信息来源于solarham.com,是一个非常好的,来自业余无线电爱好者的太阳活动观察汇总网站。
从图上我们可以看出,由于10米波段相对频率较高,因此对于太阳耀斑发生当时的D层吸收增强的效果反应并不明显,但当大的地磁暴来临,频段被整个抹去,能够收到的电台屈指可数。因为自己的条件有限,如果能够和另一个较低的波段(比如20米)进行比较,可能对于两种太阳活动的影响反应应该更加明显一些。另外可以注意到,在地磁暴开始前,DX传播有着变好的趋势,这与一些老HAM和我自己的观测体会相似,但对于这一点我无法给出科学的解释。
在这里简单地打一个小的广告,我于2022年提出了使用软件分析FT8软件的解码日志,从而判断自己站点的传播趋势的想法,并于同年正月给出了这个脚本——JLP的第一个版本。随着JTDX和WSJT-X软件的更新,老版本的JLP已经无法处理新的日志文件,我现在正在重写这个软件,并希望加入更多的功能。预计今年年末应该能与大家见面。期待未来有一天,每一个地区都能有一个运行着多波段FT8 skimmer的大型旗舰电台为本地的爱好者计算出一个开通图谱,方便大家更加科学的找到通联的窗口。