如同大家所知,10月初發生的多次太陽耀斑活動強度極高,即使是不了解太陽活動的朋友也能從新聞上有所耳聞。而太陽活動對短波頻段的影響主要體現在耀斑和 CME(日冕物質拋射)。10月初這幾次活動正好為業餘無線電愛好者提供仔細觀察這種現象的機會。
首先,我們先了解一些基礎知識,讓我們看看哪些太陽活動會影響電波的傳播。
太陽耀斑是來自太陽活動區域的劇烈電磁輻射爆發現象。當發生太陽耀斑時,電磁能量以光速傳播,人類觀察到這一現象時,電磁能量同時到達地球。由於短波頻段的電磁波透過離子層進行折射傳播,在日照區域,太陽耀斑的電磁能量將使得位於離子層底部的D層發生更劇烈的離子化,使得該層吸收電磁波的能力增加,出現無線電中斷的現象。因此,如果發生太陽耀斑活動,短波頻段(特別是較低波段)的傳播將會受到很大影響。衡量太陽耀斑的等級由X射線的峰值通量來確定。
有時太陽活動也會產生 CME(日冕物質拋射)現象。日冕層會將大量的等離子拋射出去。如果部分等離子的速度足夠快,足以被拋射進入行星間空間,並且明確地朝向地球方向衝擊,這些物質就會與地球的磁場發生作用,產生地磁擾動(暴風)以及極光等現象。地磁暴會擾動電離層,使得藉由電離層傳播的短波訊號受到各種各樣的影響。通常來說,用來衡量地磁活動狀態的參數是 A 指數和 K 指數。K 指數(0 至 9)是用來衡量最近 3 小時內的地球磁場活動情況,而 A 指數(0 至 400)則是 K 的加權值,可以認為是過去一天的地球磁場活動情況。最後,地磁暴的等級由 G 等級(1 至 5)來衡量。
好的,我們已經完成了對先前知識的鋪墊,現在讓我們來看一張圖。

這張圖中的數據來自我的個人無線電台,它全天候監聽28.074MHz的10m頻段FT8。天線是3節八木型天線,指向歐洲方向。JTDX等軟體會在解碼訊號後,將所有解碼資料儲存在以月份命名的日誌文件中,因此我寫了一個小腳本,用來分析這個日誌檔案,並取得每個接收訊號的時間、距離資訊。背景中的數據是K指標,我疊加了一些關鍵時間點上的太陽活動資訊,供大家參考。這些資訊來自solarham.com,是一個非常好的,由業餘無線電愛好者彙整的太陽活動觀察網站。
從圖中可以看出,由於10米波段相對頻率較高,因此對於太陽耀斑發生的當時D層吸收增強的效果反應並不明顯,但當大範圍的地磁暴來臨,整個頻段都被抹去,能夠收到的廣播電台屈指可數。因為自身條件有限,如果能夠與另一個較低的波段(例如20米)進行比較,可能對於兩種太陽活動的影響反應應該更加明顯一些。另外,可以注意到,在地磁暴開始前,DX傳輸呈現出改善的趨勢,這與一些老HAM和我自己的觀察經驗相似,但對於這一點我無法給予科學的解釋。
在這裡簡單地發布一個小廣告,我於2022年提出了使用軟體分析FT8軟體的解碼日誌,以判斷自己站點的傳播趨勢的想法,並在同年正月提供了這個腳本——JLP的第一個版本。隨著JTDX和WSJT-X軟體的更新,舊版本的JLP已經無法處理新的日誌檔案,我現在正在重寫這個軟體,並希望加入更多的功能。預計今年年底應該能與大家見面。期待未來有一天,每個地區都能有一個運行著多波段FT8的旗艦廣播站,為本地的愛好者計算一個通訊圖譜,方便大家更科學地找到通訊窗口。