Научная работа по исследованиям солнечной активности и прохождения коротких волн. Книга первая

Введение: Данную книгу, по сути можно считать моей научной работой, которую я начал проводить в 2018 году, и продолжаю вести на момент написания данной книги. Ну а поскольку ни в одном институте где изучают ионосферу Земли и Солнце, подобные исследования и наблюдения не проводились и не проводятся, то пришлось строить весь процесс изучения и наблюдения, самостоятельно. Точнее, в этих институтах проводят и наблюдения, и изучения этих процессов, но цели всех этих исследований, совершенно иные, в отличии от моих. Сначала, я хотел просто понять, что на самом деле происходит? Поскольку иной раз, отсутствие прохождения радиоволн, срывало мои радиолюбительские планы, особенно если нужно было принимать участие в соревнованиях по радиосвязи на КВ. Или организовывать какие-либо полевые выезды с трансивером. Например: протестировать свежесобранную антенну, или провести DX-экспедицию. Затем, цели несколько расширились, поскольку я был вынужден начать полноценные наблюдения за рядом процессов, которые фиксируют Искусственные Спутники Земли расположенные в точках Лагранжа, данные с которых находятся в свободном доступе. А также, я научился читать ионограммы, которые очень сильно помогли в наблюдении за прохождением радиоволн. Однако, спустя 5 лет наблюдений, пришло время начать систематизировать свои наблюдения, несмотря на то, что цикл наблюдений еще не завершен и изучение процессов которые я описываю в данной книге, продолжаются. Потому что солнечный цикл, составляет: 11 лет. И даже после того, как цикл наблюдений будет завершен, по завершению солнечного цикла. Появится моя вторая книга, с полным разбором моих исследований в данной области. А также мои исследования и наблюдения в данной области, продолжатся.

Я понимаю тот факт, что мои труды могут быть обесценены всеми, кто мне завидует, и желает зла. Да-да. Такое было много раз, особенно после того, как появился мой первый проект: Испытатели Антенн, а затем второй проект: Исследователи Ионосферы. Сперва я думал, что меня не понимают, и я пытался объяснить тем «людям» свою позицию. Однако вскоре я понял, что от таких «людей» нужно отстраняться и близко к себе их не подпускать. Потому что у них цели совершенно иные. И они пользы все равно не принесут ни мне, ни другим. У меня нет ни времени, ни желания общаться с теми, кто только МЫШЬает мне делать то, что я делаю. И вопреки мнению таких «людей», что я якобы изобретаю: велосипед который был изобретен уже достаточно давно, и что всё уже давно изучено. Однако не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Если вы считаете, что, то что я сейчас изучаю, уже давно изучено, то покажите мне труды тех ученых, которые все это изучали. Покажите мне материалы, созданные вами лично по той теме, которая описана здесь, в этой книге. И поделитесь своими знаниями в данной области если вы считаете, что я делаю всё не так и не по вашему. А если вы ничего из перечисленного мной не можете предоставить, то в таком случае, вам лучше молчать и читать то что я описываю здесь в этой книге.

С чего всё начиналось? Когда-то на заре своей радиолюбительской деятельности, а это были 90-е годы прошлого столетия, и жил я тогда на юге архангельской области, на 61-й широте. Тогда я многого не знал из того, как наше с вами Солнце, может влиять на прохождение радиоволн. Правда тогда я только и исключительно слушал радиоэфир, частично на средних и в основном на коротких радиоволнах. Но и этого было достаточно, чтобы заметить тот факт, что временами одни и те же радиостанции, были слышны с разными уровнями слышимости. Причем не важно было, любительские, вещательные или служебные это были радиостанции. Поскольку средние волны на частотах: от 1000-1500 кГц, до 3000 кГц. распространялись путем отражения от ионосферы, равно как и короткие радиоволны на частотах: от 3000 кГц. до 30000 кГц. Которые так же отражались от ионосферы, но прохождение радиоволн на средневолновых частотах: от 1000 кГц. До 3000 кГц. И низкочастотных коротковолновых диапазонах на частотах: от 3000 кГц. до 10000 кГц. Существенно отличалось от прохождения радиоволн на высокочастотных коротковолновых диапазонах: от 10000 кГц. До 30000 кГц. Что в те годы меня сильно озадачивало. Спустя время, а это начало XXI века и третьего тысячелетия, в общем начало 2000 годов, я переехал в Курск, который находится на 51 широте, точнее даже ближе к 52 широте, где прохождение радиоволн, уже существенно отличалось от прохождения радиоволн на 61 широте. Я уже зачастую не слышал те радиостанции, которые на 61 широте были отлично слышны. Зато стали слышны те радиостанции, которые прежде были недоступны. Казалось бы, сместился всего на всего, на 10 градусов южнее. И картина с прохождением кардинально поменялась. Почему так? Давайте разбираться вместе.

В качестве примера, возьмем широты северного полушария: 61 широта, это юг архангельской области где я прожил почти 20 лет, если не считать одного года учебы в техникуме на Урале, и двух лет армии. И 51 широта, точнее: ближе к 52 широте, это город Курск, где я живу на момент написания данной книги. Ионосфера формируется из нескольких слоев на разных высотах. Слой: E, например, формируется на высоте: 100 км при проникновении в атмосферу Земли заряженных частиц солнечного ветра. Слой: F2, формируется на высоте: 200-250 км в дневное время, и 250-300 км в ночное время, при воздействии на верхние слои атмосферы Земли рентгеновского и ультрафиолетового излучения, испускаемого Солнцем. Между слоями: E и F2, может формироваться слой: F1 в периоды, когда Солнце находится высоко над горизонтом в летнее время. И в частности, если Солнце находится в точке летнего солнцестояния. При этом, Солнце максимумом своего излучения воздействует на атмосферу Земли, что и приводит к формированию всех трех слоёв ионосферы. Когда солнце проходит точки осеннего и весеннего равноденствий, то влияние солнечного излучения на атмосферу Земли уже значительно меньше. А когда Солнце достигает точки зимнего солнцестояния, То с одной стороны, влияние солнечного излучения на атмосферу Земли становится еще меньше если мы говорим о 61 и 51 широтах, что само по себе логично. А с другой стороны, наблюдается некоторое увеличение потока заряженных частиц, которые позволяют формироваться слою: E пусть даже непродолжительное время. Такой процесс, называется: Сезонное прохождение радиоволн.

Как известно всем еще со школы, наша Земля вращается вокруг своей оси, и в течении одного полного оборота, Земля освещается Солнцем с той стороны, которая повернута к Солнцу, в конкретный момент времени. Именно так, происходит смена дня и ночи, а также степень ионизации слоёв атмосферы Земли на дневной и ночной стороне. Из-за чего, мы наблюдаем процесс: суточного прохождения радиоволн.

Не стоит забывать и тот факт, что в полярной зоне, наблюдается так называемый: главный ионосферный провал. Который формируется вокруг магнитного полюса, и проходит по своеобразной траектории. Одним из своих краёв, он касается архангельской области, если мы говорим про северное полушарие Земли, что вызывает очень интересный эффект в прохождении радиоволн. По сути своей, над полярными шапками, ионосферные слои формируются из-за солнечного ветра, частицы которого, отклоняются магнитным полем Земли и разносятся к полюсам. Что при определенных условиях вызывает геомагнитные и радиационные шторма. А над средними широтами, тропиками, экватором, ионосферные слои формируются и из-за солнечного ветра, и из-за рентгеновского и ультрафиолетового излучения Солнца. Из-за чего и формируются ионосферные слои над большей территорией средних и южных широт, особенно в дневное время, и ионосферные провалы в близи полярных шапок. А вот область от субтропиков северного полушария до субтропиков южного полушария, в плане формирования ионосферных слоев, вообще стоит особняком. Потому что в тех областях, особенно между тропиками и на экваторе, в дневное время, Солнце находится высоко над головой, и солнечное излучение, оказывает максимальное воздействие на слои атмосферы Земли. Что приводит к практически постоянному формированию всех слоёв ионосферы как в дневное, так и в ночное время. Хотя чаще всего, слой: E как правило в ночное время над экватором, ослабевает, либо пропадает, как и над средними широтами, если плотность солнечного ветра не очень высокая.

Теперь давайте рассмотрим те спец. Эффекты с прохождением радиоволн, которые мне довелось пронаблюдать, и в архангельской области, и в Курске. Начнем с архангельской области, точнее с юга архангельской области, где я жил в 90-е годы прошлого столетия. В то время, я интенсивно занимался DX-ингом. То есть слушал все, что принимал мой профессиональный радиоприемник. В эту категорию попадали: радиолюбительские станции, и вещательные. Иногда попадались радиомаяки, морские радиостанции и авиадиспетчера которые работали на коротких волнах в избытке. И даже, я вел аппаратный журнал по своим радионаблюдениям. Который у меня сохранился. У меня был список КВ частот вещательных радиостанций, которые в течении дня я слушал одну за другой, совершая при этом радио кругосветку. Да-да, все было именно так. Представьте себе, ежедневно слушал КВ радиостанции: Международное радио Финляндии, Международное Шведское радио, Венгерское радио, Румынское радио, Французское вещание на КВ. Международное радио Канады, Международное радио Китая, которое кстати, продолжает вещать на коротких волнах. Международное радио Японии, Голос исламской республики Иран. Это все что удалось мне вспомнить, не заглядывая в аппаратный журнал. Перечисленные радиостанции, вещали на Русском языке. Так же я слушал Международное радио Финляндии на финском языке которое непрерывно вещало на отдельной частоте. Международное радио Японии на японском языке. Потому что, я в то время пытался выучить японский и финский языки, и слушал на этих радиостанциях песни на финском и японском языках соответственно. Нет-нет. Мы не отвлеклись от темы. Просто на примере этих радиостанций, я расскажу, что происходило с прохождением радиоволн на 61 и 51 широтах, с учетом того факта, что некоторые из вещательных радиостанций, вещали через передающие центры, расположенные за тысячи километров от вещательной студии. А также я расскажу, что я заметил в плане прохождения радиоволн на любительском диапазоне: 160 метров, после того как я получил радиолюбительский позывной: UA1OOB, сейчас у меня позывной: RA3WUG, который я получил после переезда в Курск.

Как я писал выше, на 61 широте, я жил фактически в близи главного ионосферного провала в ионосфере. И все радиостанции, которые находились за ионосферным провалом, то есть севернее и северо-западнее меня, и если они вещали на частотах от 3000 до 10000 кГц. То чаще всего они были недоступны вообще, или доступны, но с очень слабым уровнем сигнала. Каждый раз по разному. Однако: Международное радио Финляндии, и Международное радио Швеции, Международное радио Японии в случае вещания через передающие центры, по моему в Великобритании или на севере Европы, точно не помню сейчас. А также, Международное радио Канады, были слышны достаточно устойчиво и с очень громким уровнем сигнала. Правда, не на всех частотах. На некоторых частотах, слышимости не было вообще. Одна из причин, это то, что на разных частотах включались направленные антенны на передающих центрах в разных направлениях. А также, из-за условий прохождения радиоволн, и воздействия на прохождение радиоволн, ионосферного провала. Ну и не стоит забывать так же про наше с вами Солнце, которое иной раз приподносило сюрпризы, особенно в годы высокой активности Солнца.

Если на 61 широте, начинался сезон белых ночей, то про вещательные станции на средних волнах, а также про радиосвязи на любительском диапазоне: 160 метров, можно было забыть напрочь. Даже местного прохождения не было. Что касаемо любительского диапазона: 80 метров, то про радиосвязи на этом диапазоне так же можно было забыть в период белых ночей. Еще бы, рядом ионосферный провал, который не давал толком использовать антенны зенитного излучения, которые как раз таки, используются на диапазонах: 160 и 80 метров. А вот начиная с любительского диапазона: 40 метров. Уже можно было и услышать станции и проводить с ними радиосвязь. Однако из трансиверов у меня был: Трансвер Полякова на 160 метров прямого преобразования. И чуть позднее появилась CB-рация: Maycom SH-27 DTMF, на диапазон: 27 МГц. Поэтому выше диапазона 160 метров, я мог только слушать. А про диапазон 27 МГц, можно особо не упоминать. Потому что прохождение на этом диапазоне открывалось только и исключительно в годы максимума солнечной активности. Ну иногда прохождение могло открыться и летом при достаточных условиях ионизации, о чем мы поговорим отдельно. Да и использовал я эту рацию на 27 МГц, как правило по месту. И достаточно успешно.

На вещательных диапазонах: 75, 60 и 49 метров, которые попадают в полосу частот: 5950 – 6200 кГц, в период белых ночей так же были проблемы с приемом вещательных станций. А вот начиная с вещательного диапазона: 41 м и выше, так же уже можно было практически не напрягаясь слушать вещательные станции. Правда Международное радио Швеции и Международное радио Финляндии, достаточно неплохо проходили на вещательном диапазоне: 49 метров. Расстояние, по меркам коротких волн, было маленьким. И излучаемый антеннами передающих центров этих вещательных радиостанций, сигнал под углом к горизонту, позволял отчетливо их слушать даже на карманный вещательный приемник со сложенной телескопической антенной. И это в дневное время и в период белых ночей, когда солнце буквально не на долго пряталось за горизонтом и потом снова выходило. Что касаемо вещательных диапазонов: 31, 25, 22, 19, 16 м. А так же любительских диапазонов: 40, 30, 20, 17, 15, 12, 10 м. То это отдельная история для 61 широты и особенно для сезона белых ночей. Дело в том, что прохождение на этих диапазонах, было практически круглосуточным. Однако: Если случался геомагнитный или радиационный шторм, про прохождение можно было забыть напрочь. Его просто не было. И вместо прохождения, стоял сильный шум практически через весь диапазон частот, перекрываемый приемником. Так же, в геомагнитные и радиационные шторма, шум забивал КВ эфир и в зимнее время, когда были темные ночи и день длился всего несколько часов, а Солнце при этом поднималось не очень высоко над горизонтом в дневное время. В ночное же время, при геомагнитных штормах, можно было наблюдать полярные сияния. А на вещательном УКВ диапазоне, были слышны шумоподобные сигналы, по которым можно было догадаться, что это вещательные станции, но из-за особенностей отражения Ультракоротких волн от полярных сияний, сигнал принимал своеобразное звучание. Однако в спокойную геомагнитную обстановку, в ночное время работали только НЧ диапазоны частот. ВЧ диапазоны же в период темных ночей, полностью отрубались, когда наступала ночь.