Die Ionosphäre beeinflusst die Ausbreitungsbedingungen der Funkwellen.

Wodurch ändern sich nun die Bedingungen?

 

Bei der Ionisierung werden neutrale Gasatome oder Moleküle in negativ geladene Elektronen und positiv geladene Atome oder Moleküle (Ionen) aufgespalten. Das neue Gasgemisch hat elektrisch leitende Eigenschaften und wird Plasma genannt. Dieser Prozess beruht auf der Sonnenaktivität und findet daher nur bei Tag statt. Nachts, wenn die Sonnenquelle ausgefallen ist, nimmt die Plasmadichte wieder ab. Die freien Elektronen und Ionen ziehen sich gegenseitig an und bilden wieder neutrale Atome und Moleküle (Rekombination). Bei Sonnenaufgang beginnt der Prozess von neuem.

Das Auf und Ab der Ionisation ist ähnlich wie die täglichen Temperaturschwankungen auf der Erde: Bei Sonnenaufgang erwärmt sich die Luft; bei nachlassender Sonneneinstrahlung kühlt sie sich wieder ab. Um Atome und Moleküle ionisieren zu können, muss die Energie der Strahlung ausreichend hoch sein (bei kurzen Wellen, extremes Ultraviolett). Durch diesen energieaufwendigen Prozess wird die gefährliche Strahlung oberhalb von 60 km Höhe vollständig absorbiert. Unsere Atmosphäre ist auch ein wichtiger Schutzschild gegen den gefährlichen Teil der Sonnenstrahlung, wie die Röntgenstrahlung.

Die Ionosphäre ist der ionisierte und elektrisch leitende Teil der oberen Atmosphäre oberhalb von 60 km Höhe. Das Maximum der Elektronendichte (≈0.9*106/cm3) tritt in einer Höhe zwischen 200 km und 400 km  aus. Die Zusammensetzung der Ionen ändert sich mit der Höhe entsprechend ihrer Dichte oder Masse. Im Wesentlichen werden Elektronen und Ionen durch Sonnenstrahlung (extremes Ultraviolett (EUV < 103 nm) und Röntgenstrahlung) erzeugt. Die Strahlung wird absorbiert und erwärmt gleichzeitig das neutrale Gas. Während die sichtbare und infrarote Strahlung die Erdoberfläche erreicht und das Wetter in der Troposphäre bestimmt, werden die EUV- und Röntgenstrahlung in den höheren Teilen der atmosphärischen Schichten absorbiert.

Durch den erhöhten Sonnenwind der bei Sonneneruptionen aus den Sonnenflecken entsteht wird der Prozess noch verstärkt. Dadurch können die Ausbreitungsbedingungen extrem verbessert werden. Es scheint so, das das Sonnenfleckenminimum mit dem Jahr 2020 zu Ende geht.

Die Funkausbreitung auf 10,1 MHz mit einer Sendeleistung von 10 W und Dipol

Meine Funksignale wurden trotz geringer Sonnenaktivität am 19.12. 2018 um 14h30 UTC in ganz Europa gehört. Die Sendeleistung betrug nur 10 Watt und die Antenne war ein in  10m Höhe gespannter Dipol.  Die Modulationsart war WSPR ein Digitales Signal das verschieden hohe Töne verwendet. https://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/

Die Ausbreitung von Funkwellen im Langwellenbereich

Gestern am 09.07.2017 war auf der Sonne im Radiobereich allerhand los. Die Daten von Goes 15 zeigen einen aufregenden Tag an. Unsere Radioastronomie-Projekte waren auf die Sonne ausgerichtet und haben mit dem Spektrometer e-Callisto nur eine sehr geringe Aktivität angezeigt. Einzig auf der Krim waren gute Aufnahmen zu sehen. Dafür hat aber unser Langwellen-Detektor des DLR Projekt SOFIE zwei starke Eruptionen aufgezeichnet.
Der Zeitunterschied brachte für mich wieder neue Erkenntnisse.
Offensichtlich braucht unser Magnetfeld und die Ionospherischen Schichten die für die Ausbreitung der Langwellensender zuständig ist einige Stunden um auf den extremen Sonnenwind zu reagieren. Hintergrundinformation auf 

 

 

http://www.noe-sternwarte.at/fachbereiche/radioastronomie/dlr-sofie-projekt/

ZAMG-Wetterwarnungen

Meine aufgenommenen Sonnen Daten werden alle 15 Minuten zur Wissenschaftlichen Erforschung der Sonne an ISWI, IMPC und ETH Zürich gesendet.