磁場状態評価指標の範囲k。 太陽と地磁気の活動指数

あなたはおそらく、現在の太陽活動や地磁気活動のさまざまな指数や指標を含むアマチュア無線 Web サイトのあらゆる種類のバナーやページ全体に注目したことがあるでしょう。 これらは、近い将来、電波の通過条件を評価する必要があるものです。 データ ソースにはさまざまなものがありますが、最も人気のあるものの 1 つは、Paul Herrman (N0NBH) が提供する完全に無料のバナーです。

彼の Web サイトでは、21 個の利用可能なバナーのいずれかを選択して都合の良い場所に配置することも、これらのバナーがすでにインストールされているリソースを使用することもできます。 バナーのフォーム ファクターに応じて、合計で最大 24 個のパラメータを表示できます。 以下は、各バナー オプションの概要です。 同じパラメータの指定がバナーごとに異なる場合があるため、場合によっては複数のオプションが指定されます。

太陽活動パラメータ

太陽活動指数は、電磁放射のレベルと粒子の流れの強さを反映しており、その源は太陽です。
太陽束強度 (SFI)

SFI は、太陽によって生成される 2800 MHz の放射線の強度の尺度です。 この値は電波の透過には直接影響しませんが、その値は測定がはるかに簡単で、太陽の紫外線および X 線放射のレベルとよく相関します。
黒点番号 (SN)

SN は単なる黒点の数ではありません。 この値の値は、スポットの数とサイズ、および太陽の表面上の位置の性質によって異なります。 SN 値の範囲は 0 ～ 250 です。SN 値が高くなるほど、紫外線および X 線放射の強度が高くなり、地球の大気のイオン化が増加し、層 D、E、および層の形成につながります。電離層の電離レベルが増加すると、適用可能な最大周波数も増加します (MUF)。 したがって、SFI および SN 値の増加は、E 層および F 層のイオン化度の増加を示し、これは電波の通過条件にプラスの効果をもたらします。

X線強度（X線）

この指標の値は、地球に到達する X 線放射の強度によって異なります。 パラメータ値は、放射線活動のクラスを反映する文字と、W/m2 単位で放射線パワーを示す数値の 2 つの部分で構成されます。 電離層の D 層の電離の程度は、X 線放射の強度に依存します。 通常、日中、層 D は低周波 HF 帯域 (1.8 ～ 5 MHz) の無線信号を吸収し、7 ～ 10 MHz の周波数範囲の信号を大幅に減衰します。 X線放射の強度が増加するにつれてD層が拡大し、極端な状況ではHF範囲のほぼ全体で無線信号を吸収する可能性があり、無線通信が複雑になり、場合によってはほぼ完全な無線沈黙につながり、その状態が数時間続くこともあります。

この値は、紫外線範囲 (波長 304 オングストローム) のすべての太陽放射の相対強度を反映します。 紫外線は電離層のF層のイオン化レベルに大きな影響を与え、304A値はSFI値と相関があるため、その増加はF層からの反射による電波の通過条件の改善につながります。

惑星間磁場 (Bz)

Bz 指数は惑星間磁場の強さと方向を反映します。 このパラメータの正の値は、惑星間磁場の方向が地球の磁場の方向と一致することを意味し、負の値は、地球の磁場が弱まり、そのシールド効果が減少することを示し、その結果、磁場のシールド効果が増加します。地球の大気に対する荷電粒子の影響。

太陽風/SW

SW は地表に到達する荷電粒子の速度 (km/h) です。 インデックス値の範囲は 0 ～ 2000 です。通常の値は約 400 です。粒子速度が高くなるほど、電離層が受ける圧力も大きくなります。 SW 値が 500 km/h を超えると、太陽風は地球の磁場に乱れを引き起こす可能性があり、最終的には電離層の F 層の破壊、電離層の電離レベルの低下、地球の伝送条件の悪化につながります。 HFバンド。

プロトンフラックス (Ptn Flx/PF)

PF は地球の磁場内の陽子の密度です。 通常の値は 10 を超えません。地球の磁場と相互作用する陽子は、その線に沿って極に向かって移動し、これらのゾーンの電離層の密度を変化させます。 陽子密度の値が10,000を超えると、地球の極域を通過する無線信号の減衰が増加し、値が100,000を超えると、可能性があります。 完全な欠席無線通信。

電子束 (Elc Flx/EF)

このパラメータは、地球の磁場内の電子の流れの強度を反映します。 電子と磁場の相互作用による電離層効果は、EF 値が 1000 を超えるオーロラ パス上の陽子束に似ています。
ノイズレベル（Sig Noise Lvl）

S メートルスケール単位のこの値は、太陽風と地球の磁場の相互作用の結果として発生するノイズ信号のレベルを示します。

地磁気活動パラメータ

電波の伝播を評価する上で地磁気環境に関する情報が重要となる方法は 2 つあります。 一方で、地球の磁場の乱れが増大すると、電離層Fが破壊され、短波の通過に悪影響を及ぼします。 一方、VHF ではオーロラ通過の条件が発生します。

インデックス A および K (A-Ind/K-Ind)

地球の磁場の状態は、指数 A と K によって特徴付けられます。K 指数の値の増加は、その不安定性が増大していることを示します。 K 値が 4 より大きい場合は、磁気嵐の存在を示します。 インデックス A は、インデックス K 値の変化のダイナミクスを決定するためのベース値として使用されます。
オーロラ/オーアクト

このパラメータの値は、地球の極地に到達する太陽​​エネルギー出力のレベルを微分したもので、ギガワット単位で測定されます。 このパラメーターは 1 から 10 の範囲の値を取ることができます。太陽エネルギーのレベルが高いほど、電離層の F 層のイオン化が強くなります。 このパラメーターの値が大きいほど、オーロラ キャップの境界の緯度が低くなり、オーロラが発生する確率が高くなります。 パラメータの値を高くすると、VHF で長距離無線通信を行うことが可能になりますが、同時に HF 周波数の極ルートが部分的または完全にブロックされる可能性があります。

緯度 (アウル・ラット)

オーロラ通過が可能な最大緯度。

最大使用可能周波数 (MUF)

指定された時点 (UTC) で、指定された気象観測所 (バナーの種類に応じて複数の観測所) で測定された、適用可能な最大周波数の値。

地球-月-地球経路の減衰 (EME 度)

このパラメータは、地球-月-地球経路上で月面から反射される無線信号の減衰量をデシベル単位で特徴付け、次の値を取ることができます: 非常に悪い (> 5.5 dB)、悪い (> 4 dB)、普通(> 2.5 dB)、良い (> 1.5 dB)、優れた (

地磁気の状況（ジオマグフィールド）

このパラメータは現在の地磁気の状況を K 指数の値に基づいて特徴づけるもので、そのスケールは従来、非活動状態から極度の暴風域までの 9 段階に分けられます。 Major、Severe、Extreme Storm の値では、HF 帯域の通過が完全に閉じるまで悪化し、オーロラ通過の可能性が高くなります。

プログラムがない場合でも、自分で適切な予測を立てることができます。 明らかに、太陽フラックスインデックス値が高いことは良いことです。 一般に、流れが強いほど、6 m バンドを含む高周波 HF バンドの条件は良くなりますが、前日の流量値も考慮する必要があります。 大きな値を数日間維持すると、電離層の F2 層の電離度がより高くなります。 通常、150 より大きい値により、良好な HF 伝送が保証されます。 高レベルの地磁気活動も悪影響を及ぼします。 副作用、MUFを大幅に削減します。 Ap および Kp 指数による地磁気活動のレベルが高いほど、MUF は低くなります。 実際の MUF 値は、磁気嵐の強さだけでなく、その継続時間にも依存します。

磁場の規則的な毎日の変動は、主に、日中の太陽による電離層の照度の変化による地球の電離層の電流の変化によって引き起こされます。 磁場の不規則な変動は、太陽プラズマの流れ（太陽風）が地球磁気圏に及ぼす影響や、磁気圏内の変化、磁気圏と電離層の相互作用などによって生じます。

太陽風は、太陽コロナから秒速 300 ～ 1200 km (地球近くの太陽風の速度は約 400 km/秒) で周囲の空間に流れるイオン化粒子の流れです。 太陽風は惑星の磁気圏を変形させ、惑星のオーロラや放射線帯を発生させます。 太陽フレアの際には、太陽風の強化が起こります。

強力な太陽フレアは、次のような放出を伴います。 大量加速粒子 - 太陽宇宙線。 その中で最もエネルギーの高いもの（108～109 eV）は、フレアが最大になった10分後に地球に到着し始めます。

地球近くの太陽宇宙線の束の増加は、数十時間にわたって観測される可能性があります。 太陽宇宙線が極緯度の電離層に侵入すると、さらなる電離が引き起こされ、それに応じて短波での無線通信が劣化します。

フレアは強力な衝撃波を生成し、プラズマの雲を惑星間空間に放出します。 秒速 100 km 以上の速度で移動する衝撃波とプラズマ雲は 1.5 ～ 2 日で地球に到達し、磁場の急激な変化を引き起こします。 磁気嵐、オーロラの強化、電離層の擾乱。

磁気嵐の 2 ～ 4 日後に、対流圏の圧力場の顕著な再構築が発生するという証拠があります。 これは、大気の不安定性の増加、空気循環の性質の破壊（特に、サイクロン発生の増加）につながります。

地磁気活動指数

地磁気活動指数は、不規則な原因によって引き起こされる地球の磁場の変動を説明するために設計されています。

K インデックス

Kインデックス- 3時間の準対数指数。 K は、3 時間間隔にわたる地球の磁場の正常値からの偏差です。 このインデックスは 1938 年に J. Bartels によって導入され、世界時間の 3 時間間隔 (0 ～ 3、3 ～ 6、6 ～ 9 など) ごとに 0 ～ 9 の値を表します。 外乱が約 2 倍になると、K インデックスは 1 ずつ増加します。

Kp指数は、K 指数に基づいてドイツで導入された 3 時間の惑星指数です。 Kpは、地磁気緯度南北44度から60度の間にある16の地磁気観測所で測定されたK指数の平均値として計算されます。 範囲も 0 ～ 9 です。

そしてインデックス

インデックス- 地磁気活動の毎日の指数。8 つの 3 時間値の平均として得られ、磁場の強さ nT - ナノテスラの単位で測定され、空間内の特定の点における地球の磁場の変動性を特徴付けます。

で 最近 Kp インデックスの代わりに、Ap インデックスがよく使用されます。 Ap インデックスはナノテスラで測定されます。

アプ- 世界中にある観測所から得られた A 指数の平均データに基づいて得られた惑星指数。 磁気擾乱は地球上のさまざまな場所で異なる形で現れるため、各天文台には独自の比率と指数の計算表があり、異なる天文台が長期間にわたって平均して同じ指数を示すように作成されています。

定性的には、Kp 指数に応じた磁場の状態
Kp Kp = 2、3 - わずかに乱れています。
Kp = 4 - 妨害。
Kp = 5、6 - 磁気嵐。
Kp >= 7 - 強い磁気嵐。

モスクワ天文台の場合:

磁気嵐情報提供者は、全球の地磁気指数の平均予測値を示します（ Cr インデックス) 世界中の 12 の天文台からの地球物理データに基づく地球。
Cr-index – 地球規模の地磁気を特徴づけます。
地表の異なる部分では、Cr 指数は 1 ～ 2 単位以内で異なります。 Cr インデックス全体の範囲は 1 ～ 9 単位です。 大陸が異なると、インデックスは 1 または 2 単位 (+/-) 異なる場合があり、その範囲全体は 0 から 9 までです。
情報提供者は、1 日あたり 3 時間ごとに 3 日間の磁気嵐を 1 日あたり 8 つの値で予測します。

緑色は地磁気活動の安全なレベルです。
赤色 - 磁気嵐 (Cr-index > 5)。
赤い縦線が高いほど、磁気嵐が強くなります。

天候に敏感な人の健康に顕著な影響が出る可能性が高いレベル (Cr-index > 6) は、赤い水平線でマークされています。

次の Cr 指数係数が受け入れられます。
以下の磁場指数は健康にとって比較的好ましいものです。 Cr = 0-1 – 地磁気状況は穏やかです。 Cr = 1-2 – 穏やかな状態からわずかに乱れた状態までの地磁気状態。 Cr = 3-4 – わずかに乱れた状態から乱れた状態まで。以下の磁場指数は健康に好ましくありません。 Cr = 5-6 – 磁気嵐。 Cr = 7-8 – 大規模な磁気嵐。 Cr = 9 – 可能な最大値
www.meteofox.ru の資料に基づく

生物圏に対する宇宙物理学的要因の影響。

太陽、および自然および人工起源の電磁場の生物に対する影響を確認する事実の分析が行われました。 磁気嵐に対する人間の反応の発生源とメカニズム、「生体有効周波数窓」の性質、さまざまな起源の電磁場に対する感受性について、さまざまな仮説が立てられています。 宇宙天気が人々に及ぼす影響の社会歴史的側面について議論します。

記事の全文はこのアドレスにあります

自然にも宇宙天気がある

物理および数理科学の候補者 A. ペトルコビッチ、物理および数理科学の博士 L. ゼレニー
宇宙研究所。

20世紀、地球文明はその発展において、気づかぬうちに非常に重要なマイルストーンを越えました。 人間の活動領域であるテクノスフィアは、国境をはるかに超えて拡大しています 自然環境生息地 - 生物圏。 この拡大は、宇宙空間の探査による空間的なものと、新しいタイプのエネルギーと電磁波の積極的な使用による質的な性質の両方です。 しかしそれでも、遠い星から私たちを見ている宇宙人にとって、地球は太陽系と宇宙全体を満たすプラズマの海の中の一粒の砂にすぎず、私たちの発展段階はむしろ地球の最初のステップに喩えることができます。成熟の達成よりも子供です。 人類に開かれた新しい世界も同様に複雑であり、地球の場合と同様、必ずしも友好的であるとは限りません。 それを習得する過程で、損失や間違いもありましたが、私たちは徐々に新たな危険を認識し、それらを克服することを学びつつあります。 そして、こうした危険はたくさんあります。 これには、大気上層の背景放射線、衛星、航空機、地上局との通信の喪失、さらには強力な磁気嵐の際に発生する通信線や送電線での壊滅的な事故も含まれます。

太陽は私たちのすべてです
太陽はまさに私たちの世界の中心です。 何十億年もの間、惑星を近くに保持し、加熱します。 地球は太陽活動の変化を敏感に認識しており、その変化は現在主に 11 年周期の形で現れています。 サイクルの最大値でより頻繁になる活動のバースト中に、X線放射と高エネルギーの荷電粒子（太陽宇宙線）の強力な流れが太陽コロナで生まれ、巨大なプラズマと磁場の塊（磁気雲）が発生します。惑星間空間に排出されます。 地球の磁気圏と大気は、すべての生物を太陽粒子や放射線の直接的な影響から確実に守っていますが、ラジオエレクトロニクス、航空宇宙技術、通信線、送電線、パイプラインなどの人間の創造物の多くは、地球近傍の空間から来る電磁気や粒子の影響に非常に敏感です。
ここで、「宇宙天気」と呼ばれることが多い、太陽活動と地磁気活動の最も実際的に重要な現象について見てみましょう。

危険な！ 放射線！
おそらく、人間とその創造物に対する宇宙空間の敵意の最も顕著な現れの一つは、地球の基準からするとほぼ完全な真空であることはもちろんですが、放射線、つまり、膨大な速度に加速され、破壊することができる電子、陽子、より重い原子核です。有機分子と無機分子。 放射線が生物に与える害はよく知られていますが、十分に大量の放射線量（つまり、物質に吸収され、その物理的および化学的破壊に使用されるエネルギーの量）によっても、無線電子システムが損傷する可能性があります。 エレクトロニクスは、特に高エネルギーの粒子が電子回路の奥深くに侵入し、その要素の電気的状態を変化させ、メモリセルをノックアウトして誤検知を引き起こす「単一故障」にも悩まされます。 チップが複雑で最新のものであるほど、各要素のサイズが小さくなり、故障の可能性が高くなり、誤った動作やプロセッサの停止につながる可能性があります。 この状況は、コンピュータが入力中に突然フリーズする場合と結果が似ていますが、唯一の違いは、衛星機器は一般的に、衛星通信用に設計されていることです。 自動運転。 エラーを修正するには、衛星が通信できる場合、地球との次の通信セッションを待つ必要があります。

地球上の宇宙起源の放射線の最初の痕跡は、1912 年にオーストリアのヴィクトル・ヘスによって発見されました。 その後、1936 年に、この発見に対して彼は次の賞を受け取りました。 ノーベル賞。 大気は宇宙放射線から私たちを効果的に守ってくれます。太陽系の外で生成される数ギガ電子ボルトを超えるエネルギーを持ついわゆる銀河宇宙線は、地表に到達することはほとんどありません。 したがって、地球の大気圏外の高エネルギー粒子の研究は、すぐに宇宙時代の主要な科学的課題の 1 つになりました。 彼らのエネルギーを測定する最初の実験は、1957年にソ連の研究者セルゲイ・ヴェルノフのグループによって行われた。 現実はすべての予想を上回りました - 機器のスケールが外れました。 1年後、同様のアメリカの実験のリーダーであるジェームズ・ヴァン・アレンは、これは装置の故障ではなく、銀河線とは関係のない本物の強力な荷電粒子の流れであることに気づきました。 これらの粒子のエネルギーは地表に到達するほど高くありませんが、宇宙ではこの「不利な点」はその数によって十分に補われます。 地球付近の放射線の主な発生源は、地球の内部磁気圏、いわゆる放射線帯に「生息」している高エネルギーの荷電粒子であることが判明した。

地球の内部磁気圏のほぼ双極子磁場は、荷電粒子が力線の周りを回転しながら長時間「捕捉」できる「磁気ボトル」の特別なゾーンを作り出すことが知られています。 この場合、粒子は磁力線の地球に近い端 (磁場が増加する場所) から周期的に反射され、ゆっくりと地球の周りを円を描くように漂います。 最も強力な内部放射線帯には、最大数百メガ電子ボルトのエネルギーを持つ陽子が十分に閉じ込められています。 飛行中に受ける可能性のある放射線量は非常に高いため、研究衛星だけが長期間衛星内に留まる危険があります。 有人宇宙船は低い軌道に隠されており、ほとんどの通信衛星と航行宇宙船はこのベルトより上の軌道にあります。 内側のベルトは反射点で地球に最も近くなります。 磁気異常（地磁気の理想的な双極子からの逸脱）が存在するため、磁場が弱まる場所（いわゆるブラジル異常以上）では、粒子は高さ 200 ～ 300 キロメートルに達します。強化されています（東シベリアの異常を超えて）、-600キロメートル。 赤道の上、このベルトは地球から 1,500 キロメートル離れています。 内側のベルト自体は非常に安定していますが、磁気嵐が発生し、地磁気が弱まると、その通常の境界はさらに地球に近づきます。 したがって、高度300〜400キロメートルの軌道で作業する宇宙飛行士や宇宙飛行士の飛行を計画するときは、ベルトの位置と太陽と地磁気の活動の程度が必ず考慮されます。

エネルギーのある電子は、外側の放射線ベルトに最も効率的に保持されます。 このベルトの「人口」は非常に不安定で、磁気嵐の際には外部磁気圏からのプラズマの注入により何倍にも増加します。 残念なことに、通信衛星を配置するために不可欠な静止軌道が通過するのはこのベルトの外周に沿っています。その上の衛星は、地球上の一点（高度は約4万2千キロメートル）上空に静止して「ぶら下がっています」。 電子によって発生する放射線量はそれほど大きくないため、衛星の帯電の問題が表面化します。 実際のところ、プラズマに浸された物体はプラズマと電気的に平衡状態になければなりません。 したがって、一定数の電子を吸収し、負の電荷と、電子ボルトで表される電子の温度にほぼ等しい、対応する「浮遊」電位を獲得します。 磁気嵐の際に現れる高温（最大数百キロ電子ボルト）の電子の雲は、表面要素の電気的特性の違い、つまり負の電荷により、衛星にさらに不均一な分布を与えます。 隣接するサテライト部品間の電位差は数十キロボルトに達する可能性があり、電気機器に損傷を与える自然放電を引き起こします。 この現象の最も有名な結果は、1997 年の磁気嵐の際にアメリカの TELSTAR 衛星が故障し、アメリカの大部分でポケベル通信ができなくなったことです。 静止衛星は通常 10 ～ 15 年の耐用年数と数億ドルの費用がかかるように設計されているため、宇宙空間の表面の帯電とそれに対抗する方法に関する研究は通常企業秘密となります。

もう一つの重要かつ最も不安定な宇宙放射線源は太陽宇宙線です。 数十メガ電子ボルトまたは数百メガ電子ボルトに加速された陽子とアルファ粒子は、太陽フレアの直後に太陽系を満たすが、その粒子の強さにより、地磁気がまだ強すぎる外部磁気圏では主要な放射線障害源となる。衛星を守る力が弱い。 太陽粒子は、他のより安定した放射線源を背景に、有人飛行に使用される高度を含む磁気圏内部の放射線状況の短期的な悪化にも「関与」している。

エネルギー粒子は、亜極地領域の磁気圏の最も深くまで浸透します。これは、ここでの粒子は、地球の表面にほぼ垂直な力線に沿って自由に移動できるためです。 赤道付近の地域はより保護されています。そこでは、地表面とほぼ平行な地磁気が粒子の軌道をらせん状に変え、横に運びます。 したがって、高緯度を通過する飛行ルートは、低緯度を通過する飛行ルートよりも放射線被害の観点からはるかに危険です。 この脅威は宇宙船だけでなく航空にも当てはまります。 ほとんどの航空路線が通過する高度 9 ～ 11 キロメートルでは、宇宙放射線の全体的なバックグラウンドがすでに非常に高いため、乗務員、機材、および頻繁に運航する飛行機が受ける年間線量は、放射線に関して確立された規則に従って管理する必要があります。 危険な種活動。 さらに高い高度まで飛行する超音速コンコルド旅客機には放射線カウンターが搭載されており、現在の放射線レベルが安全値を超えた場合は、ヨーロッパとアメリカを結ぶ最短の北ルートより南に飛行する必要がある。 しかし、最も強力な太陽フレアの後では、通常の飛行機の1回の飛行中に受ける線量でさえ、100回の透視検査の線量よりも大きくなる可能性があり、そのような時期に飛行を完全に停止するという問題を真剣に検討する必要があります。 幸いなことに、このレベルの太陽活動のバーストが記録される頻度は、太陽周期 (11 年) ごとに 1 回未満です。

興奮した電離層
太陽と地球の電気回路の下層には電離層があります。電離層は地球上で最も密度の高いプラズマの殻で、文字通り太陽放射と磁気圏からの高エネルギー粒子の沈降の両方を吸収するスポンジのようなものです。 太陽フレアの後、電離層は太陽 X 線を吸収して加熱して膨張します。その結果、高度数百キロメートルのプラズマと中性ガスの密度が増加し、人工衛星や有人宇宙船の移動に対して大幅な空気力学的抵抗が生じます。 この影響を無視すると、衛星の「予期せぬ」ブレーキがかかり、飛行高度が失われる可能性があります。 おそらくそのような間違いの最も悪名高い事例は、1972 年に発生した最大の太陽フレアの後に「見逃された」アメリカのスカイラブ基地の落下です。 幸いなことに、ミールステーションが軌道から降下している間、太陽は穏やかであったため、ロシアの弾道技師の作業は容易でした。

しかし、おそらく地球上のほとんどの住民にとって最も重要な影響は、ラジオ放送の状態に対する電離層の影響です。 プラズマは特定の共鳴周波数付近でのみ電波を最も効果的に吸収します。共鳴周波数は荷電粒子の密度に依存し、電離層では約 5 ～ 10 メガヘルツに相当します。 低い周波数の電波は電離層の境界で反射され、高い周波数の電波は電離層を通過します。無線信号の歪みの程度は、電波の周波数が共鳴周波数に近いかどうかによって決まります。 静かな電離層は安定した層状構造をしており、多重反射により地球全体で短波無線信号 (共鳴周波数より低い周波数) を受信できます。 10 メガヘルツを超える周波数の電波は、電離層を通って宇宙空間まで自由に伝わります。 したがって、VHF および FM ラジオ局は送信機の近くでのみ聞くことができ、数百メガヘルツ、数千メガヘルツの周波数で宇宙船と通信します。

太陽フレアや磁気嵐が起こると、電離層内の荷電粒子の数が不均一に増加するため、プラズマの塊や「余分な」層が生成されます。 その結果、電波の予期せぬ反射、吸収、歪み、屈折が発生します。 また、不安定な磁気圏や電離層自体が電波を発生し、広範囲の周波数にノイズが充満します。 実際には、自然の無線背景の大きさは人工信号のレベルと同等になり、地上および宇宙の通信およびナビゲーション システムの運用に重大な困難を引き起こします。 隣接する地点間であっても無線通信が不可能になる可能性がありますが、その代わりにアフリカのラジオ局が誤って聞こえたり、ロケーター画面に誤った目標が表示されたりする可能性があります (「空飛ぶ円盤」と間違われることがよくあります)。 亜極地領域とオーロラ楕円帯では、電離層は磁気圏の最もダイナミックな領域に関連付けられているため、太陽から来る擾乱に対して最も敏感です。 高緯度で磁気嵐が発生すると、ラジオ放送が数日間ほぼ完全に遮断される可能性があります。 同時に、当然のことながら、航空旅行など他の多くの活動分野も凍結されます。 20 世紀半ばに、無線通信を積極的に使用するすべてのサービスが、宇宙天気情報の最初の実際の消費者の 1 つとなったのはこのためです。

宇宙と地球上の現在のジェット機
極地旅行者に関する本のファンは、無線通信の中断だけでなく、「狂った針」効果についても聞いたことがあるでしょう。磁気嵐の間、敏感なコンパスの針が狂ったように回転し始め、地球のすべての変化を追跡しようとしますが失敗します。地磁気の方向。 磁場の変動は、数百万アンペアの力を持つ電離層電流のジェット、つまり磁気圏電流回路の変化に伴って極緯度やオーロラ緯度で発生する電気ジェットによって引き起こされます。 次に、よく知られている電磁誘導の法則に従って、磁気の変化により、地球のリソスフェアの導電層、塩水、および近くの人工導体に二次電流が発生します。 誘導される電位差は小さく、1 キロメートルあたり約数ボルトになります (最大値は 1940 年にノルウェーで記録され、約 50 V/km でした) が、抵抗の低い長い導体 (通信線、電力線、パイプライン、鉄道) では発生します。レール - 完全な誘導電流の強さは数十アンペア、数百アンペアに達することがあります。

低電圧の架空通信線は、そのような影響から最も保護されません。 実際、磁気嵐の際に発生した重大な干渉は、19 世紀前半にヨーロッパで建設された最初の電信線ですでに指摘されていました。 これらの擾乱の報告はおそらく、私たちが宇宙天気に依存していることの最初の歴史的証拠と考えることができます。 現在普及している光ファイバー通信回線はそのような影響を受けにくいが、ロシア奥地では長い間出現しないだろう。 地磁気活動もまた、特に極地において、鉄道の自動化に重大な問題を引き起こすはずです。 また、石油パイプラインは何千キロメートルにも及ぶことが多く、誘導電流により金属腐食のプロセスが大幅に加速される可能性があります。

50 ～ 60 Hz の周波数の交流で動作する電力線では、1 Hz 未満の周波数で変化する誘導電流は、実際には主信号にわずかな一定の追加を加えるだけであり、総電力にはほとんど影響しません。 しかし、1989 年の激しい磁気嵐の際にカナダのエネルギー網で事故が発生し、カナダの半分が数時間停電した後、この観点は再考されなければなりませんでした。 事故の原因は変圧器であることが判明した。 注意深く調査したところ、直流を少し加えるだけでも、交流を変換するように設計された変圧器が破壊される可能性があることがわかっています。 実際には、定電流成分によりトランスがコアの過度の磁気飽和を伴う非最適な動作モードに導入されます。 これは過剰なエネルギー吸収、巻線の過熱、そして最終的にはシステム全体の故障につながります。 その後のすべてのパフォーマンスの分析 発電所北米では、高リスク地域の故障数と地磁気活動のレベルとの統計的関係も明らかになりました。

宇宙と人間
上記の宇宙天気の兆候はすべて、条件付きで技術的なものとして特徴付けることができ、その影響の物理的根拠は一般に知られています。これは、荷電粒子の流れと電磁変動の直接的な影響です。 しかし、太陽と地球のつながりの他の側面、つまりその物理的本質が完全には明らかではないこと、すなわち気候と生物圏に対する太陽の変動の影響について言及しないことは不可能です。

太陽放射の総量の変化は、強いフレアの間であっても、太陽定数の 1,000 分の 1 未満です。つまり、地球の大気の熱バランスを直接変えるには小さすぎると思われます。 それにもかかわらず、A.L. チジェフスキーや他の研究者の著書には、太陽が気候や天候に与える影響の現実を示す間接的な証拠が数多くあります。 たとえば、太陽活動の 11 年および 22 年の周期に近いさまざまな気象変動の顕著な周期性が注目されました。 この周期性は生きている自然の物体にも反映されており、年輪の厚さの変化に顕著です。

現在、地磁気活動が人々の健康に及ぼす影響についての予測は、広く知られるようになってきています（もしかしたら、あまりにも広まりすぎているかもしれません）。 人々の幸福は磁気嵐に左右されるという意見はすでに国民の意識にしっかりと確立されており、たとえば救急車で入院した人の数や増悪の数などのいくつかの統計的研究によっても確認されています。 心血管疾患磁気嵐の後は明らかに増加します。 しかし、観点から見ると、 学術まだ十分な証拠が集められていません。 さらに、 人体地磁気の変動を十分に敏感に受信できると主張する器官や細胞の種類は存在しません。 磁気嵐が生体に及ぼす影響の代替メカニズムとして、超低周波振動がよく考慮されます。超低周波振動は、多くの人の固有振動数に近い 1 ヘルツ未満の周波数を持つ音波です。 内臓。 おそらく活動的な電離層によって放出される超低周波音は、人体に共鳴効果を及ぼす可能性があります。 心臓血管系人。 宇宙天気と生物圏との関係の問題は、まだ注意深く研究者を待っており、現在に至るまで、おそらく太陽と地球の関係の科学の中で最も興味深い部分であり続けていることを指摘しておくだけでよい。

一般に、宇宙天気が私たちの生活に及ぼす影響は、おそらく重大であると考えられますが、壊滅的ではありません。 地球の磁気圏と電離層は、私たちを宇宙の脅威から守ってくれます。 この意味で、太陽活動の歴史を分析し、将来何が待っているのかを理解しようとすることは興味深いでしょう。 第一に、現在、太陽活動の影響が増大する傾向があり、これは私たちの盾である地球の磁場が過去半世紀で10パーセント以上弱まり、同時に太陽の磁束が倍増していることに関連しています。太陽活動の伝達における主な仲介者として機能します。

第二に、黒点の観測期間全体（17世紀初頭以来）の太陽活動の分析は、平均して11年に等しい太陽周期が常に存在していたわけではないことを示しています。 17 世紀後半、いわゆるマウンダー極小期には、数十年にわたって黒点が実質的に観測されませんでしたが、これは間接的に地磁気活動が最小限であることを示しています。 しかし、この時期は人生にとって理想的とは言えません。それは、ヨーロッパで異常な寒さが続いた、いわゆる小氷河期と重なっていました。 これが偶然であるかどうかは、現代科学でははっきりとはわかりません。

歴史の初期には、太陽活動が異常に活発だった時期もありました。 したがって、西暦最初の千年紀の数年間、南ヨーロッパではオーロラが絶えず観察され、磁気嵐が頻繁に発生したことを示しており、太陽が暗く見えたのは、おそらくその表面に原因となる別の天体である巨大な黒点またはコロナホールが存在したためと考えられます。地磁気活動の増加。 このような継続的な太陽活動が今日始まったとしたら、通信と輸送、そしてそれらに伴う世界経済全体が悲惨な状況に陥るだろう。

* * *
宇宙天気は徐々に私たちの意識の中で正しい位置を占め始めています。 通常の天気と同じように、私たちは遠い将来、そして数日後に何が待っているのかを知りたいと思っています。 太陽、地球の磁気圏、電離層を研究するために、太陽天文台と地球物理観測所のネットワークが展開され、研究衛星の小隊全体が地球に近い空間に浮かんでいます。 彼らが提供する観察に基づいて、科学者たちは太陽フレアと磁気嵐について私たちに警告しています。

文学 キッペンハン R. 1000 億の太陽: 星の誕生、生、そして死。 - M.、1990年。クリコフK.A.、シドレンコN.S.プラネットアース。 - M.、1972年。ミロシュニチェンコ L.I. 太陽と宇宙線。 - M.、1970 年。パーカー E.N. 太陽風 // 目に見えない天文学。 - M.、1967年。
雑誌「サイエンスとライフ」の資料に基づく

HF DX ハンターの重要なスキルの 1 つは、いつでも状況を評価できることです。 世界中の多くの放送局がその帯域で聞こえるような優れた送信条件でも、帯域が空になり、ノイズや空気のパチパチ音の中を少数の放送局だけが通過するように変化することがあります。 無線機で何が、なぜ起こっているのかを理解し、特定の時点での機能を評価するために、太陽フラックス、A p および K p という 3 つの主要な指標が使用されます。 これらの値が何であるか、そしてその意味を実際によく理解することは、最良かつ最新の通信機器セットを備えたアマチュア無線家にとってさえ、否定できない利点です。

地球の大気

電離層は多層的なものと考えることができます。 層の境界は非常に任意であり、イオン化レベルが急激に変化する領域によって決定されます。 (図1)。 電離層は、電波の伝播の性質に直接的な影響を及ぼします。これは、その個々の層のイオン化の程度に応じて、電波が屈折する可能性があるためです。つまり、電波の伝播軌道が直線的でなくなるためです。 多くの場合、電離度が十分に高いため、電波は高度に電離された層から反射されて地球に戻ってきます。 (図2).

HF 帯の電波の通過条件は、電離層の電離レベルの変化に応じて常に変化します。 地球の大気の上層に到達する太陽​​放射は、ガス分子をイオン化し、陽イオンと自由電子を生成します。 この系全体は、イオン化の逆である再結合のプロセスにより動的平衡状態にあり、正に荷電したイオンと自由電子が相互作用すると、再びガス分子が形成されます。 電離度が高いほど (自由電子が多いほど)、電離層は電波をよりよく反射します。 さらに、イオン化のレベルが高くなるほど、良好な伝送条件を提供できる周波数も高くなります。 大気の電離レベルは、時刻、一年の時期、そして最も重要な要素である太陽活動サイクルなど、多くの要素によって決まります。 太陽放射の強度が太陽上の点の数に依存することは確実に知られています。 したがって、太陽から受け取る最大の放射線は、太陽活動が最大の期間中に達成されます。 さらに、これらの期間中、太陽からのイオン化粒子の流れの強度が増加するため、地磁気活動も増加します。 通常、この流れは非常に安定していますが、太陽フレアにより大幅に増加する可能性があります。 粒子は地球近傍の空間に到達し、地球の磁場と相互作用して擾乱を引き起こし、磁気嵐を発生させます。 さらに、これらの粒子は電離層嵐を引き起こす可能性があり、その間、短波無線通信が困難になり、場合によっては不可能になることさえあります。

日射束

太陽放射束として知られる量は太陽活動の主な指標であり、地球が太陽から受け取る放射線の量を決定します。 これは太陽束単位 (SFU) で測定され、2800 MHz (10.7 cm) で放射される無線ノイズのレベルによって決定されます。 カナダのブリティッシュコロンビア州にあるペンティクトン電波天文台は、この値を毎日発表しています。 太陽放射束は電離度に直接影響し、その結果、電離層の F 2 領域の電子濃度に影響します。 その結果、長距離無線通信を確立する可能性について非常に良い考えが得られます。

太陽の光束の大きさは 50 ～ 300 単位の範囲で変化します。 値が小さい場合は、最大使用周波数 (MUF) が低く、特に高周波帯域で全体的な電波状態が悪化することを示します。 (図2)逆に、太陽フラックス値が大きい場合は、十分な電離が行われていることを示し、より高い周波数での長距離通信の確立が可能になります。 ただし、通過条件が大幅に改善するには、太陽束値が高い状態で数日連続する必要があることに注意してください。 通常、太陽活動が活発な期間中、太陽フラックスは 200 を超え、短期バーストは最大 300 になります。

地磁気活動

地磁気活動のレベルを決定するために使用される指数は、A と K の 2 つです。これらは、磁気および電離層の擾乱の大きさを示します。 K指数は地磁気活動の大きさを示します。 毎日、00:00 UTC から開始して 3 時間ごとに、選択した天文台の静かな日の値に対する指数値の最大偏差が決定され、最大値が選択されます。 このデータに基づいて K 指数の値が計算されますが、K 指数は準対数値であるため、平均化して地球磁場の状態の長期的な歴史的状況を把握することはできません。 この問題を解決するために、1 日の平均を表す指数 A があります。 これは非常に簡単に計算されます。K インデックスの各測定は、上記のように、次のように 3 時間間隔で行われます。 テーブル 1

同等のインデックスに変換されます。 日中に得られるこの指数の値は平均され、その結果が指数 A の値になります。通常の日には 100 を超えませんが、非常に深刻な磁気嵐の場合は 200 以上に達することがあります。 地球の磁場の乱れは本質的に局所的なものである可能性があるため、A 指数の値は天文台によって異なる場合があります。 不一致を避けるために、異なる天文台で取得された A 指数が平均され、その結果としてグローバル指数 A p が取得されます。 同様に、K p 指数の値、つまり世界中のさまざまな天文台で得られたすべての K 指数の平均値が取得されます。 0 と 1 の間の値は静かな地磁気環境を特徴づけており、これは地磁気の存在を示している可能性があります。 良い条件太陽放射束の強度が十分に高い場合、短波帯域での透過。 2 と 4 の間の値は、中程度または活発な地磁気環境を示しており、電波状態に悪影響を与える可能性があります。 さらに値のスケールで見ると、5 は軽度の嵐を示し、6 は強い嵐を示し、7 ～ 9 は非常に強い嵐を示し、その結果、HF では航行できない可能性が最も高くなります。 地磁気嵐と電離層嵐は相互に関連しているという事実にもかかわらず、それらが異なるものであることは改めて注目に値します。 地磁気嵐は地球の磁場の乱れであり、電離層嵐は電離層の乱れです。

インデックス値の解釈

指標値を利用する最も簡単な方法は、電波伝播予測プログラムに指標値を入力することです。 これにより、多かれ少なかれ信頼できる予測を得ることができます。 磁気嵐の影響は経路ごとに異なるため、これらのプログラムは計算において信号伝播​​経路などの追加要素を考慮します。

プログラムがない場合でも、自分で適切な予測を立てることができます。 明らかに、太陽フラックスインデックス値が高いことは良いことです。 一般に、流れが強いほど、6 m バンドを含む高周波 HF バンドの条件は良くなりますが、前日の流量値も考慮する必要があります。 大きな値を数日間維持すると、電離層の F2 層の電離度がより高くなります。 通常、150 より大きい値により、良好な HF 伝送が保証されます。 高レベルの地磁気活動には、MUF が大幅に減少するという好ましくない副作用もあります。 Ap および Kp 指数による地磁気活動のレベルが高いほど、MUF は低くなります。 実際の MUF 値は、磁気嵐の強さだけでなく、その継続時間にも依存します。

結論

太陽と地磁気の活動指数の変化を常に監視します。 このデータは、www.eham.net、www.qrz.com、www.arrl.org などのサイトで入手でき、DX クラスターに接続するときにターミナルを通じて取得することもできます。 太陽光束が数日間 150 を超え、同時に K p 指数が 2 未満に留まる期間には、HF で良好な通過が可能です。これらの条件が満たされている場合は、バンドを確認してください。おそらく、そこにはすでに良好な DX が機能していると考えられます。 ！

太陽指数の理解に基づく Ian Poole、G3YWX