- ΒΡΑΔΥΝΗ ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΟΣΗ ΠΟΛΥ ΥΨΗΛΩΝ ΡΑΔΙΟΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΕΑΑΑΑΘΣ ΚΑΙ ΑΦΡΙΚΗΣ ΓΥΡΩ AHO ΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ ΤΟΥ 21ου ΗΛΙΑΚΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ( )

Transcript

1 ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΥ ΦΙΜΕΡΕΛΗ Δ!ΠΛ. ΜΗΧ/ΓΥ - ΗΛ/ΓΥ ΜΗΧ/ΚΥ Ε.Μ.Π. - ΒΡΑΔΥΝΗ ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΣΗ ΠΛΥ ΥΨΗΛΩΝ ΡΑΔΙΣΥΧΝΤΗΤΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΕΑΑΑΑΘΣ ΚΑΙ ΑΦΡΙΚΗΣ ΓΥΡΩ AHO Τ ΜΕΓΙΣΤ ΤΥ 21υ ΗΛΙΑΚΥ ΚΥΚΛΥ ( ) ΔΙΔΑΚΤΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΑΘΗΝΑ 1986

2 6 Oof g ΚΩΝ/ΝΥ ΦΙΜΕΡΕΛΗ ΔΙΠΛ. ΜΗΧ/ΓΥ-ΗΛ/ΓΥ ΜΗΧ/ΚΥ ΕΜΠ /; ΒΡΑΔΥΝΗ ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΣΗ ΠΛΥ ΥΨΗΛΩΝ ΡΑΔΙΣΥΧΝΤΗΤΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΕΛΛΑΔΣ ΚΑΙ ΑΦΡΙΚΗΣ ΓΥΡΩ ΑΠ Τ ΜΕΓΙΣΤ ΤΥ 21υ ΗΛΙΑΚΥ ΚΥΚΛΥ ( ) Διδακτρική Διατριβή ΑΘΗΝΑ 1986

3 Αθήνα, ΔΙΔΑΚΤΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΩΝ/ΝΥ ΦΙΜΕΡΕΛΗ ΔΙΠΛ. ΜΗΧΑΝΛΓΥ-ΗΛΕΚΤΡΛΓΥ ΜΗΧΑΝΙΚΥ ΕΜΠ "ΒΡΑΔΥΝΗ ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΣΗ ΠΛΥ ΥΨΗΛΩΝ ΡΑΔΙΣΥΧΝ ΤΗΤΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΕΛΛΑΔΣ ΚΑΙ ΑΦΡΙΚΗΣ ΓΥΡΩ ΑΠ Τ ΜΕΓΙΣΤ ΤΥ 21υ ΗΛΙΑΚΥ ΚΥΚΛΥ" Επιβλέπων Καθηγητής Ν.Κ. υζύνγλυ Συμβυλευτική Επιτρπή Ν.Κ. υζύνγλυ Ι.Γ. Φικιώρη; Ι.Δ. Κανελλόπυλς Εγκρίθηκε απ τττν^εξεταστική επιτρπή την 7η Νεμβρίυ / x-^j^i Ιί^'&Ιρύμπαλό ς Καθ. Παν. Αθηνών, Τμήμα Φυσικής Τμέας Εφαρμγών Oyyr y '1 CA Λ.ιΒρμβριδης Ι ΰΌ Ν.Κ. υζύνγλυ Αν. Καθηγητής ΕΜΠ Αν. Καθηγητής ΕΜΠ Τμέας Ηλεκτρεπιστήμης Τμέας Ηλεκ/μης Ι.Γ. Φικιώρης Καθ. Ε.Μ.Π. Τμέας Ηλεκτρεπιστήμης /, ι Ι.Δ.- ''"Κανελλόπυλς 1,ν^Καθ,Γί,γητής ΕΜΠ Τμέας/Ηλ κτρ/μης

4 - 2 - Π Ρ Α Κ Τ Γ Κ Ε Ξ Ε Τ Α Σ Η Σ Υπψήφιυ Διδάκτρα Μηχανικύ Ε.Μ.Π. κ. Κ.Φιμερέλη Η πενταμελής Εξεταστική Επιτρπή απτελύμενη από τυς Κ. Καρύμπαλ, Καθηγητή τυ Πανεπιστημίυ Αθηνών, Ι. Φικιώρη, Καθηγητή τυ Ε. Μ. Πλυτεχνείυ, Ι. Βμβρίδη, Αναπλ. Καθηγητή ΕΜΠ, Ν. υ ύνγλυ, Αν. Καθηγητή ΕΜΠ και Ι. Κανελλόπυλ, Αν. Καθηγητή ΕΜΠ, πυ ρίστηκε στη Γενική Συνέλευση τυ Τμήματς Ηλεκτρλόγων Μηχανικών της για την εξέταση τυ ως άνω υπψήφιυ Διδάκτρα, σύμφωνα με την Ν. 1268/ αρ. 36, συνήλθε σήμερα στην αίθυσα συνεδριάσεων τυ Τμέα Ηλεκτρεπιστήμης. υπψήφις ανέπτυξε την διατριβή τυ ενώπιν τηι Εξεταστικής Ε πιτρπής και απάντησε επιτυχώς στις ερωτήσεις της. Η διατριβή με τίτλ "Βραδυνή Διισημερινή Διάδση πλύ υψηλών ραδισυχντήτων μεταξύ Ελλάδς και Αφρικής γύρω από τ μέγιστ τυ 21υ ηλιακύ κύκλυ ( ) πράγει την μελέτη των φαινμένων δι'άδσης υπερβραχέων κυμάτων διάμεσι, της ισημερινής ινόσφαιρας και συμβάλλει με τις σχετικές δημσιεύσεις στην ανάπτυξη της επιστημνικής γνώσης. Τα συγκεκριμένα σημεία συμβλής της περιέχνται στην συνημμένη Εισηγητική Έκθεση. Την διατριβή διακρίνει πρωττυπία, βάθς και σωστή επιστημνική ανάπτυξη. Η Εξεταστική Επιτρπή συμφωνεί με την συνημμένη Εισηγητική Έκθεση της Συμβυλευτικής Επιτρπής και ψηφίζει μόφωνα, με βάση τ σκεπτικό της, να γίνει δεκτή η Διδακτρική Διατριβή τυ υπψήφιυ και να ανακηρυχθεί κ. Κωνσταντίνς Φιμερέλης Διδάκτρας Μηχανικός τυ Ε.Μ.Π. σύμφωνα με τις διατάξεις τυ Ν.1268/ Επίσης η Εξεταστική Επιτρπή βαθμλγεί με "άριστα" την Διδακτρική Διατριβή λόγω της πιότητας και της σημασίας της συμβλής της. Συμπερασματικά, η Εξεταστική Επιτρπή, μετά την έκφραση των συγχε ρητηρίων της στν υπψήφι για τ σύνλ της ερευνητικής τυ εργασίας, απφαίνεται μόφωνα ότι κ. Κωνσταντίνς Φιμερέλης εκπληρώνει όλες τις πρϋπθέσεις για την αυτδίκαια ανακήρυξη τυ ως Διδάκτρα Μηχανικύ τυ ΕΜΠ από την Γενική Συνέλευση τυ Τμήματς Ηλεκτρλόγων Μηχανικών, μόφωνα με τις διατάξεις ^υ Ν.1268/ , άρθρ 36. Αθήνα, 7 Νεμβρίυ 1986 ΐ(\^αρυμπαλ ς Καθηγ. Παν. Αθηνών Τμέας Εφαρμγών Ι. Φικιωρης ^-"\"^ Καθηγητής ΕΜΠ Τμέας Ηλεκτρεπιστήμης ν

5 - 3 Αν. Καθηγητής ΕΜΓΠ Τμέας Ηλεκ/μης tò. Κ. υζύινγλυ Αν. Καθηγητής ΕΜΠ Τμέας Ηλεκ/μης ^.,..,. πυλς Αν.ΚάθηΎ^ή ΐλΧΤιψΑς, ΕΜΠ Τμέας Ηλεκ/μης

6 Αφιερ<ύνεται στη σύζυγ μυ γι,α την υπμνή τής στη διάρκεια των παρατηρήσεων

7 ΠΡΛΓΣ Η διατριβή αυτή εκπνήθηκε στα πλαίσια τυ Εργαστηρίυ Ασυρμάτυ και Επικινωνίας Μεγάλων Απστάσεων τυ Ε.Μ, Πλυτεχνείυ κάτω από την εππτεία των Καθηγητών κ.κ. Ι. Φικια>ρη και Ν. υζύνγλυ. Για την πραγματπίηση των μετρήσεων από την Αθήνα χρησιμπιήθηκαν σε αρκετές περιπτώσεις συσκευές, όργανα και υλικά τυ Εργαστηρίυ καθώς και πειραματικός σταθμός τυ Ιδρύματς. Επίσης χρησιμπιήθηκαν ι εγκαταστάσεις των ραδιερασιτεχνικών σταθμών ZE2JV και ZS6PW από τη / Zimbabwe και S. Africa. Από τη θέση αυτή εκφράζω τις π ιό θερμές μυ ευχαριστίες στν Καθηγητή κ. Ι. Φικιώρη για την εμπιστσύνη πυ έδειξε σε όλη τη διάρκεια της εργασίας* αυτής και για την αμέριστη συμπαράσταση τυ στα διάφρα στάδια της. Επίσης εκφράζω τις θερμές μυ ευχαριστίες στν Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Ν. υζύνγλυ για τη συμβλή τυ στ θεωρητικό μέρς της διατριβής καθώς και για τις πλύτιμες συμβυλές και υπδείξεις τυ. Ευχαριστώ ακόμη θερμά τυς κ.κ. Ray Cracknell (ex ZE2JV) και Fred Anderson (ZS6PW) πυ χωρίς την τεχνική συνεργασία τυς, τν ενθυσιασμό τυς και την επιμνή τυς δεν θα ήταν δυνατή η εργασία αυτή. Ευχαριστίες επίσης εκφράζω στν κ. Γ. Βερναρδάκη (5νΐΑΒ)πυ με τη συμμετχή τυ στη μεγάλη διάρκεια των παρατηρήσεων βήθησε υσιαστικά στν πρσδιρισμό της μεταβλής της διισημερινής διάδσης στα χρόνια Ακόμη εκφράζω τις ευχαριστίες μυ στυς ραδιερασιτέχνες κ.κ. R. Whiting (ex 5B4WR), Ν. Kyriazis (5Β4ΑΖ), Ε. Mueller (YV5ZZ), G. Baker (VK8GB), πυ με τη διάθεση των ημερλγίων των σταθμών τυς βήθησαν στν πρσδιρισμό των μιτήτων της διισημερινής διάδσης στυς διάφρυς τμείς της γης.

8 Τέλς, θέλω να εκφράσω τις θερμές μυ ευχαριστίες στη κ. Λ. Ρόγκα και κ. Χ. Τσόκα πυ βήθησαν να ξεπεραστύν πλλά διικητικά θέματα και την κ. Ε. Μιχαήλ για την υπμνή πυ έδειξε στην πρσεκτική δακτυλγράφηση της διατριβής. Αθήνα, Αύγυστς 1986

9 ΠΕΡΙΕΧΜΕΝΑ Σελίδα ΚΕΦΑΛΑΙ ΠΡΩΤ: ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΣΗ CTRANSEQUATORΙAL PROPAGATION - TEP) 1.1 Γενικά 1.2 Η απγευματινή TEP 1.3 Η βραδυνή ΤΕΡ 1.4 Ειδικά ινσφαιρικά φαινόμενα στην ισημερινή ζώνη Ισημερινή ινσφαιρική ανωμαλία Ισημερινό διάχυτ στρώμα F Ισημερινό σπραδικό στρώμα Ε 1.'4.4 Ισημερινές πρσανατλισμένες άνμιγένειες κενών ινισμύ ΚΕΦΑΛΑΙ ΔΕΥΤΕΡ: ΕΥΡΩΑΦΡΙΚΑΝΙΚΣ ΤΜΕΑΣ ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗΣ ΔΙΑΔΣΗΣ 2.1 Γενικές παρατηρήσεις - ιδιμρφίες τυ τμέα Ερευνητική δραστηριότητα στν 19 και 20 ηλιακό κύκλ Δραστηριότητα στη διάρκεια τυ 21υ ηλιακύ κύκλυ ( ) 36 ΚΕΦΑΛΑΙ ΤΡΙΤ: Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΒΡΑΔΥΝΗΣ ΤΕΡ ΣΤΝ ΕΥΡΩΑΦΡΙΚΑΝΙΚ ΤΜΕΑ 3.1 τρόπς μελέτης Η διάταξη τυ τερματικύ σταθμύ στην Αθήνα 43 ' Γενικά Η διάταξη τυ σταθμύ Μέτρηση της διασπράς και μετατόπισης συχνότητας 50

10 3.4 Μέτρηση τυ χρόνυ μνόφρης διάδσης παλμών Γενικά Μέθδς απόλυτυ χρόνυ Η διάταξη τυ σταθμύ εκπμπής στην Pretoria Η διάταξη τυ σταθμύ λήψης στην Αθήνα Υπλγισμός τυ απόλυτυ χρόνυ διάδσης παλμών 62 ΚΕΦΑΛΑΙ ΤΕΤΑΡΤ: ΑΠΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ 4.1 Γενικά Γεωγραφική εξάρτηση Ημερήσιες, επχιακές μεταβλές και αξιπιστία των διισημερινών ζεύξεων Ημερήσια μεταβλή της βραδυνής ΤΕΡ Επχιακή εξάρτηση Αξιπιστία των ζεύξεων Ηλιακή και γεωμαγνητική εξάρτηση Ένταση και πόλωση των σημάτων Ένταση των σημάτων Πόλωση των σημάτων Γωνίες άφιξης και μεταβλής τυς Διασπρά και μετατόπιση συχνότητας Διασπρά συχνότητας Μετατόπιση συχνότητας Χρόνς διάδσης παλμών και πλλαπλή διάδση Γενικά Απτελέσματα των μετρήσεων Συμπεράσματα από τις μετρήσεις τυ απόλυτυ χρόνυ διάδσης παλμών Σύγκριση μετρήσεων με πρότυπα διάδσης 130

11 4.9 Άλλα χαρακτηριστικά της βραδυνής ΤΕΡ 136 4,.9.1 Διαλήψεις στην ένταση των σημάτων Διαφρές ανάμεσα στυς τρεις διισημερινύς τμείς της γης 138 ΚΕΦΑΛΑΙ ΠΕΜΠΤ: ΜΗΧΑΝΙΣΜΣ ΔΙΑΔΣΗΣ ΒΡΑΔΥΝΗΣ ΤΕΡ 5.1 Γενικά Γεωμετρία δ ι ισημερινών ζεΰ'ξεων Μαθηματική εξέταση της διάδσης στν ινσφαιρικό κυματδηγό Διασπρά των σημάτων ' Υπλγισμός της έντασης πεδίυ σε διισημερινή ζεύξη Εύρεση τυ κυματδηγύμενυ πεδίυ μέσα στν ινσφαιρικό κυματδηγό Ακτινβλία από την ανιχτή πλευρά τυ κυματδηγύ Υπλγισμός της έντασης πεδίυ Αριθμητική εφαρμγή Υπλγισμός λικής εξασθένησης Υπλγισμός συχνότητας απκπής 178 ΚΕΦΑΛΑΙ ΕΚΤ: ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΑΠΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 6.1 Πειραματικά απτελέσματα και συμπεράσματα Θεωρητικά απτελέσματα και συμπεράσματα Πρπτικές για ερευνητική εργασία στ μέγιστ τυ 22υ ηλιακύ κύκλυ (1991) 186 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ "Α": Υπλγισμός της σειράς SCcp^x^x ) 188 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ "Β": Φωτγραφικό αρχεί χαρακτηριστικών 191 περιπτώσεων διισημερινής διάδσης παλμών στη ζεύξη Pretoria-Athens ΒΙΒΛΙΓΡΑΦΙΑ 199 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 205 ABSTRACT 207 ΣΗΜΕΙΑ ΠΥ ΠΡΑΓΕΤΑΙ Η ΕΠΙΣΤΗΜΗ 209

12 ΚΕΦΑΛΑΙ ΠΡΩΤ: ΔΙΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΔΙΑΔΣΗ (TRANSEQUATORIAL PROPAGATION - ΤΕΡ) 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Η διισημερινή διάδση (TransEquatorialì Propagation -ΤΕΡ) είναι ένας ιδιαίτερς τρόπς διάδσης πλύ ψηλών ραδισυχντήτων (>30 MHz) πυ παρατηρείται σε ραδιζεύξεις μεγάλυ μήκυς πυ διχτμύνται σχεδόν από τ μαγνητικό ισημερινό της γης. Η διισημερινή διάδση (ή για συντμία ΤΕΡ) υπστηρίζεται από την ισημερινή ινόσφαιρα και καλύπτει απστάσεις πυ κυμαίννται μεταξύ 4000 και 9000 km, δηλαδή πλύ μεγαλύτερες από την απόσταση ενός απλύ άλματς με διάθλαση στ στρώμα?~ της ινόσφαιρας(πυ είναι 2000^3000 km). ι συχνότητες πυ διαδίδνται με τν τρόπ αυτό καλύπτυν όλ τ κάτω τμήμα της περιχής των πλύ ψηλών ραδισυχντήτων (Very High Frequencies - VHF) από 30 ως 300 MHz. Μέχρι τ 1947, δηλαδή τ μέγιστ τυ 18υ ηλιακύ κύκλυ (όπως νμάζεται η ενδεκάχρνη περιδική μεταβλή της ενεργειακής τυ δραστηριότητας) ήταν γενικά παραδεκτό ότι η ινσφαιρική διάδση μεταξύ δύ μακρινών σημείων περιριζόταν σε συχνότητες μικρότερες από τη μέγιστη χρησιμπιήσιμη (Maximum Usable Frequency - MUF), πυ εξαρτάται κυρίως από την ηλεκτρνική πυκνότητα της ινόσφαιρας και είναι συνήθως κάτω από τυς 30 MHz. Τη χρνιά όμως εκείνη πραγματπιήθηκαν μεταξύ ραδιερασιτεχνών της Βόρειας και Νότιας Αμερικής ραδιζεύξεις με μικρές ακτινβλύμενες ισχείς εκπμπής σε συχνότητες κατά 501 μεγαλύτερες από κάθε πρόβλεψη της MUF, και πυ ξεπερνύσαν τυς 50 MHz 1. Τ ίδι φαινόμεν επαναλήφθηκε αργότερα και μεταξύ περιχών της Αυστραλίας και της Ανατ. Ασίας, ιδιαίτερα της απγευματινές και βράδυνες ώρες. Τ επιστημνικό ενδιαφέρν των ζεύξεων αυτών αναγνωρίστηκε αμέσως αφύ νές τρόπς διάδσης δεν συμβιβαζόταν με τις κλασσικές αντιλήψεις για τη διάδση των βραχέων κυμάτων και παρυσίαζε συχνά εντάσεις σημάτων πυ πλησίαζαν τις τιμές τυ ελεύθερυ χώρυ, αφήνντας να διαφανεί μία πιθανότητα επέκτασης της κρεσμένης από σταθμύς περιχής των βραχέων κυμάτων πρς ψηλότερες

13 - 2 - συχνότητες με παράλληλη εκτόνωση όσων την χρησιμπιύσαν. Σαν απτέλεσμα, μέσα στην εικσαετία , χρησιμπιήθηκαν πλλές επαγγελματικές ή ραδιερασιτεχνικές ζεύξεις για τη μελέτη τυ φαινμένυ στ μέγιστ αλλά και στ ελάχιστ τυ 19υ και 20υ ηλιακύ κύκλυ. Ερευνητές απ'όλ τν κόσμ εργάστηκαν και στυς τρεις διισημερινύς τμείς της γης, δηλαδή τν Αμερικανικό, τν Ευρω- 2 3 αφρικανικό και τν τμέα τυ Ειρηνικύ Ωκεανύ (Σχ. 1.1) '. Τα απτελέσματα της πρσπάθειας ήταν εντυπωσιακά αφύ διαπιστώθηκε ότι στις διισημερινές ζεύξεις μπρύσαν να διαδθύν με μικρή εξασθένηση τα χρόνια της μεγάλης ηλιακός δραστηριότητας πλύ ψηλές συχνότητες για ένα μεγάλ τμήμα της μέρας αλλά και της νύχτας. Από τις παρατηρήσεις όμως διαπιστώθηκε ότι στις ζεύξεις αυτές η αξιπιστία και η πιότητα των σημάτων πυ έφταναν στυς δέκτες ήταν πλύ χαμηλή ώστε σπάνια να μπρύν να μεταδθύν χωρίς σημαντική παραμόρφωση σήματα πάνω από τυς 40 MHz. Παράλληλα διαπιστώθηκε πως ρισμένες μόν διισημερινές ζεύξεις παρυσίαζαν τα ισχυρότερα σήματα και τις ψηλότερες διαδιδόμενες συχνότητες. Τέτιες ζεύξεις εμφανίζνται μεταξύ περιχώγ πυ βρίσκνται συμμετρικά τπθετημένες πρς τν ισημερινό μαγνητικής έγκλισης ή απλύστερα μαγνητικό ισημερινό (dip equator), πυ γενικά δεν συμπίπτει με τν γεωμαγνητικό ή τ γεωγραφικό ισημερινό, και πυ νμάζνται μαγνητικά συζυγείς (magnetic conjugates), (Σχ. 1.1) ^»^, Ακόμη παρατηρήθηκαν πλλές μιότητες στην ΤΕΡ και στυς τρεις διισημερινύς τμείς της γης, όπως η έντνη επχιακή εξάρτηση, η χαμηλή εξασθένηση των σημάτων για μαγνητικά συζυγείς περιχές και η διάκριση της σε δύ τύπυς, τν απγευματινό και τ βραδυνό, εξαιτίας των μεγάλων διαφρών στα χαρακτηριστικά τυς '. Για τυς παραπάνω λόγυς η διιημερινή διάδση δεν μπόρεσε τελικά να πρσφέρει την πρσδκύμενηδιέξδ στα βραχέα κύματα, ενώ αντίθετα θεωρήθηκε αιτία πρβλημάτων, αφύ εκπμπές σε συχνότητες πυ θεωρύνται ότι διαδίδνται μέχρι τν ραδιρίζντα μπρύσαν τα χρόνια της έντνης ηλιακής δραστηριότητας να παρεμβάλυν ζεύξεις στ αντίθετ ημισφαίρι.

14 «0 W 160 MC ' ί" 80 too ISO* Σχ. 1.1: ι δι ισημερινί τμείς της γης. χ e -70 Ζσ Hi k HI ι. -80 ω 90 t -ι (Λ Ζ LU α: -110 UJ "DOPPLER SHIFT Hz" Σχ. 1.2: Tu^ucó φασματικό.περιεχόμεν μνχρωματικύ σήματς πυ _διαδίδ ε τα, ι _μ ε_ απόν ευ ματ ι νύ τ υ π υ^ Τ Ε Ρ (ζ ε: ύ ξ η

15 Η ΑΠΓΕΥΜΑΤΙΝΗ ΤΕΡ τύπς αυτός της διισημερινής διάδσης νμάστηκε έτσι γιατί έχει τη μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης τις απγευματινές ώρες (μεταξύ 16:00 και 19:00 ΤΩ-τπική ώρα, στ σημεί πυ η ζεύξη συναντά τ μαγνητικό ισημερινό). Τα κύρια χαρακτηριστικά της είναι η σταθερότητα και η καθαρότητα των σημάτων πυ φτάνυν στ δέκτη σε σχέση με τ βραδυνό τύπ. Τα σήματα πυ διαδίδνται με την απγευματινή ΤΕΡ: είναι ισχυρά, με ένταση πυ φτάνει συχνά τις τιμές τυ ελεύθερυ χώρυ ή και τις ξεπερνέ, παρυσιάζυν ασθενείς και αργές διαλείψεις (fading) στην ένταση τυς, διασπρά συχνότητας (frequency spreading) μερικών Hz ελάχιστη μετατόπιση Doppler, μικρή διασπρά στ χρόν διάδσης (propagation time delay), σαν απτέλεσμα ενός ή δύ τρόπων διάδσης τυς για μια συγκεκριμένη συχνότητα, καλύπτυν συνήθως απστάσεις 5 000^9000 km, έχυν ανώτερ όρι συχντήτων πυ διαδίδνται τυς 70 MHz 2» 4. Ένα τυπικό φάσμα σήματς απγευματινής ΤΕΡ φαίνεται στ Σχ Εκπμπές τηλεφωνίας στενής ζώνης (3 khz) είναι συνήθως εύκλα καταληπτές, αλλά η πλλαπλή διάδση (multipath) πυ εμφανίζεται σε σήματα ευρείας ζώνης συχντήτων (π.χ. TV), δεν επιτρέπει τη χρησιμπίηση τυς. Η επχιακή εξάρτηση τυ απγευματινύ τύπυ ΤΕΡ είναι έντνη, με μέγιστ εμφανίσεων στις ισημερίες (ιδιαίτερα την εαρινή, για τ βόρει ημισφαίρι) και ελάχιστ στα ηλιστάσια (ιδιαίτερα τ θερινό, για τ βόρει ημισφαίρι). Η επίδραση της ηλιακής δραστηριότητας είναι αντίθετα μέτρια, με αύξηση των απγευματινών εμφανίσεων ΤΕΡ στα χρόνια τυ μέγιστυ τυ ηλιακύ κύκλυ και αντίστιχη μείωση την περίδ τυ ελαχίστυ.

16 - 5 - Η γεωμαγνητική δραστηριότητα επηρεάζει αρνητικά την απγευματινή ΤΕΡ. Όσ ισχυρότερες είναι ι μαγνητικές θύελλες τόσ μικρότερη παρυσιάζεται η πιθανότητα για την εμφάνιση της. Μετά τη λήξη όμως της θύελλας η διάδση παρυσιάζεται ενισχυμένη. Η απγευματινή ΤΕΡ έχει μελετηθεί και στυς τρεις διισημερινύς τμείς της γης για-μεγάλα χρνικά διαστήματα 2 ' 3 ' 5 ' 7 10 EivaL σήμερα γενικά παραδεκτό ότι ινσφαιρικός μηχανισμός πυ υπστηρίζει τν απγευματινό τύπ ΤΕΡ είναι η διπλή ινσφαιρική διάθλαση των σημάτων (χωρίς ενδιάμεση ανάκλαση από τη γη] στις περιχές μεγίστων της ισημερινής ανωμαλίας ' ~ ' Ισημερινή ανωμαλία της ινσφαιρικής περιχής F 2 νμάζεται η περιχή της ανμιμρφίας στη μέγιστη ηλεκτρνική πυκνότητα πυ εμφανίζεται κντά στ ισημερινό μαγνητικής έγκλισης ή μαγνητικό ισημερινό (σε αντιδιαστλή με τ γεωμαγνητικό ισημερινό). Μια πιό εκτεταμένη παρυσίαση τυ φαινμένυ της ινόσφαιρικής ανωμαλίας υπάρχει στ εδάφι 1.4. Στ Σχ. 1.3 παρυσιάζεται η κλασσική διπλή διάθλαση σημάτων από τ στρώμα F της ινόσφαιρας με μία ενδιάμεση ανάκλαση από τη γη (2F 2 mode), καθώς και η πρτεινόμενη διπλή διάθλαση στις περιχές μεγίστων της ισημερινής ανωμαλίας, χωρίς όμως ενδιάμεση 2 ανάκλαση από τη γη (F-F ή F ή chordal hop) για την εξήγηση της απγευματινής ΤΕΡ. Πρέπει να σημειωθεί ότι η αυστηρή γεωμετρία πυ χρειάζεται για την πραγματπίηση τέτιων ζεύξεων περιρίζει γεωγραφικά τις τερματικές περιχές στα δύ ημισφαίρια καθώς και τ ανώτερ όρι 2 των συχντήτων πυ μπρύν να διαδθύν κάτω από τυς 90 MHz.

17 Σχ. 1.3: Koινή διπλη ινσφαιρικη διάθλαση (2F? ) και διπλή.,,, 2 διάθλαση απγευματινύ τύπυ ΤΕΡ ( F). Ι -70 Ε σ ' Η2 Α «3.206 Mi -90 t -100 ζ -110 UJ α ω? DOPPLER SHIFT Hz Σχ. 1.4: Τυπικό φασματικά περιεχόμεν μνχρωματικύ σήματς πυ διαδίδεται με βραδυνύ τύπυ ΤΕΡ (ζεύξη

18 Η ΒΡΑΔΥΝΗ ΤΕΡ Τα χρόνια της μεγάλης ηλιακής δραστηριότητας μετά συνήθως από μια αξισημείωτη τελική αύξηση στην ένταση των σημάτων γύρω στις 18:00 ΤΩ (τπική ώρα), η απγευματινή ΤΕΡ εξασθενεί γρήγρα και εξαφανίζεται γύρω στις 19:00 ΤΩ. Στ διάστημα πυ ακλυθεί, διάρκειας μισής ως μιας περίπυ ώρας, τα σήματα σε όλ τ φάσμα συχντήτων πυ διαδιδόταν πρηγύμενα παρυσιάζυν πλύ ισχυρή εξασθένηση και ι ζεύξεις συνήθως διακόπτνται. Η εμφάνιση τυ βραδυνύ τύπυ ΤΕΡ είναι εντυπωσιακή. Μέσα σε λίγα λεπτά της ώρας ι ραδιζεύξεις απκαθίστανται ραγδαία με μεγάλες εντάσεις σήματς, αρχίζντας από τις χαμηλότερες συχνότητες πρς τις ψηλότερες. Τα χαρακτηριστικά όμως των σημάτων είναι τελείως διαφρετικά από εκείνα της απγευματινής ΤΕΡ και παρυσιάζυν: ισχυρές και γρήγρες διαλείψεις (flutter fading) στην ένταση τυς με συχνότητα 5^15 Hz, μεγάλη διασπρά συχνότητας, μέχρι 40 Hz σημαντική μετατόπιση Doppler, ιδιαίτερα στις ψηλότερες συχνότητες μεγάλη διασπρά στ χρόν διάδσης, σαν απτέλεσμα ισχυρής πλλαπλής διάδσης. Επιπλέν η ένταση των σημάτων είναι γενικά ψηλή, κυρίως μεταξύ μαγνητικά συζυγών σημείων, πυ απέχυν όμως συνήθως 2-4, ^8000 km, δηλαδή λιγότερ απ'ότι στην απγευματινή ΤΕΡ Στ Σχ. 1.4 παρυσιάζεται τ φάσμα μνχρωματικύ σήματς 2 με συχνότητα 54 MHz πυ διαδόθηκε με βραδυνή ΤΕΡ. Συγκρίνντας τ με τ φάσμα τυ ίδιυ σήματς πυ διαδόθηκε με απγευματινή ΤΕΡ (Σχ. 1.2), φαίνεται η μεγάλη διαφρά στα χαρακτηριστικά τυς. Η βραδυνή ΤΕΡ διαρκεί συνήθως από τις 20:00 ως τις 23:00 ΤΩ και υπστηρίζει συχνότητες με άνω όρι πλύ μεγαλύτερ από την απγευματινή. Τ ανώτατ όρι πυ αναφερόταν σε επιστημνικές δημσιεύσεις από μετρήσεις στη διάρκεια τυ 20υ ηλιακύ κύκλυ ήταν 102 MHz 4.

19 - 8 - Πριν όμως από τ μέγιστ τυ 21υ ηλιακύ κύκλυ πραγματπιήθηκαν τν κτώβρι 1977 από ραδιερασιτέχνες τυ Αμερικανικύ διισημερινύ τμέα ραδιζεύξεις στυς 145 MHz. Η βραδυνή ΤΕΡ έκρυβε και άλλες εκπλήξεις αφύ λίγυς μήνες αργότερα υπήρξαν σαφείς ενδείξεις πως ακόμη και συχνότητες μεγαλύτερες από 400 MHz 12 μπρύσαν να διαδθύν. Η διάδση τυ βραδυνύ τύπυ πρκαλεί πλύ ισχυρή παραμόρφωση (selective fading) στα σήματα πυ διαδίδνται μ'αυτήν. Όσ ψηλότερη είναι η συχνότητα τυ φέρντς και μεγαλύτερ τ εύρς ζώνης μετάδσης της πληρφρίας, τόσ τ σήμα γίνεται πιό ακατάληπτ. Η εξάρτηση της βραδυνής ΤΕΡ από την ηλιακή δραστηριότητα είναι εντνότερη από τν απγευματινό τύπ, αψύ εμφανίζεται υσιαστικά μόν γύρω από τ μέγιστ κάθε ηλιακύ κύκλυ. Εντνώτερη είναι επίσης η επχιακή εξάρτηση (με μέγιστ στην εαρινή ισημερία για τ βόρει ημισφαίρι), ενώ τ ίδι ισχύει και για τη γεωμαγνητική δραστηριότητα. II μελέτη της βραδυνής ΤΕΡ απασχόλησε ιδιαίτερα τυς επιστήμνές τυ Ασιατικύ-Αυστραλιανύ τμέα της γης ' ^'. Για την εξήγηση τυ τύπυ αυτύ της διισημερινής διάδσης έχυν πρταθεί κατά καιρύς διάφρα πρότυπα με μικρή ή μεγαλύτερη δυνατότητα εξήγησης των πειραματικών δεδμένων. ι φυσικί μηχανισμί πυ βασίζνται τα διάφρα αυτά πρότυπα είναι η διάθλαση, η σκέδαση και η κυματδήγηση των σημάτων από τη νυχτερινή ισημερινή ινόσφαιρα '. Αρχικά είχε πρταθεί ότι και βραδυνός τύπς υπστηρίζεται από ένα πρότυπ παρόμι με εκείν της απγευματινής ΤΕΡ, αλλά με την παράλληλη παρυσία τυ διάχυτυ ισημερινύ στρώματς (F) (equatorial spread F). Διάχυτ στρώμα F νμάζεται η ειδική κατάσταση της ισημερινής ινόσφαιρας (και κυρίως της περιχής της ισημερινής ανωμαλίας) πυ εμφανίζεται μετά τη δύση τυ ήλιυ όταν η κρίσιμη συχνότητα για κατακόρυφ ραδιβλισμό δεν είναι πια συγκεκριμένη αλλά συγκεχυμένη.

20 - 9 - Η παρατήρηση όμως τα επόμενα χρόνια βραδυνής ΤΕΡ με απυσία διάχυτυ στρώματς F στην ισημερινή περιχή, η διαπίστωση ότι μπρύν να διαδθύν σήματα σε ευρύτερες γεωγραφικές περιχές από αυτές πυ δικαιλγεί η περιριστική γεωμετρία τυ πρτύπυ και πρόσφατα η διάδση συχντήτων στυς 145 MHz και στυς 432 MHz με 1 2 ή χωρίς ταυτόχρνη διάδση στυς 50 MHz, πότε απαιτείται τπικά ινσφαιρική ηλεκτρνική πυκνότητα σχεδόν τρεις φρές μεγαλύτερη από ότι έχει παρατηρηθεί, δηγύν στ συμπέρασμα πως η βραδυνή ΤΕΡ πρέπει να ακλυθεί ένα εντελώς διαφρετικό τρόπ διάδσης. Η ασθενής σκέδαση από ένα ή δύ ινσφαιρικύς όγκυς σε κατάλληλ ύψς πρτάθηκε επίσης σαν μηχανισμός υπστήριξης της βραδυνής ΤΕΡ, με ή χωρίς ενδιάμεση σκέδαση από τ έδαφς ' '. Η δυσκλία όμως με τ πρότυπ αυτό παρυσιάζεται στην εξήγηση των σχετικά χαμηλών τιμών εξαςθένησης των σημάτων σε ψηλές συχνότητες (π.χ. 70 MHz) πότε απαιτείται πλύ μεγάλη ενεργός διατμή (cross section) της τάξης των 10 m,και φυσικά τίθεται επιπλέν τ ερώτημα γιατί η βραδυνή ΤΕΡ να παρυσιάζει στην περίπτωση αυτή έντνη εξάρτηση από την τπική ώρα (Τ.Ω.) και τις επχές τυ έτυς 13. Ακόμη κι αν υπτεθεί ότι η ασθενής σκέδαση γίνεται από σύμφωνυς (coherent) και ιδανικά πρσανατλισμένυς σκεδαστές στην πρώτη ζώνη Fresnel, η απαιτύμενη ενεργός διατμή δεν μπρεί Q 2 2 να είναι μικρότερη από 10"m, πυ δύσκλα μπρεί να υλπιηθεί. Η κυματδήγηση από πρσανατλισμένες, κατά μήκς των δυναμικών γραμμών τυ γεωμαγνητικύ πεδίυ ανμιγένειες στην ισημερινή ινόσφαιρα ( ield Aligned Irregularities - FAI) πρτάθηκε επίσης σαν μηχανισμός εξήγησης της βραδυνής ΤΕΡ ' '». Η πρόταση αυτή ενισχύθηκε ιδιαίτερα με παρατηρήσεις πυ πραγματπιήθηκαν στυς 50 MHz με τ γιγάντι πισθσκεδαστικό ραδιεντπιστή στ Περύ (1976) και πυ απέδειξαν την ύπαρξη κενών (ή φυσσαλίδων) ινισμύ πυ ανέρχνται μετά τη δύση τυ ηλίυ σε μεγάλα ύψη για να διαχυθύν τελικά κατά μήκς των δυναμικών γραμμών Η ριστική ύπαρξη όμως πρσανατλισμένων "σωλήνων" κενών ινισμύ καταδείχτηκε τελικά στη διάρκεια τυ μέγιστυ τυ

21 τελευταίυ ηλιακύ κύκλυ (1980) με πισθσκεδαστικές μετρήσεις 19 στυς 156 MHz πυ έγιναν στν τμέα τυ Ειρηνικί) Ωκεανύ Αριθμητικά στιχεία από τις μετρήσεις αυτές χρησιμπιήθηκαν στη διαμόρφωση τυ πρτύπυ πυ πρτείνεται στ πέμπτ κεφάλαι της εργασίας αυτής για την εξήγηση της βραδυνής ΤΕΡ.

22 ΕΙΔΙΚΑ ΙΝΣΦΑΙΡΙΚΑ ΦΑΙΝΜΕΝΑ ΣΤΗΝ ΙΣΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΝΗ Στην ισημερινή ινόσφαιρα παρατηρύνται συστηματικά διάφρα ειδικά φαινόμενα πυ συνδέθηκαν στη βιβλιγραφία με την ΤΕΡ. Τα πιό σημαντικά απ'αυτά είναι: η ισημερινή ινσφαιρική ανωμαλία (equatorial anomaly) τ ισημερινό διάχυτ στρώμα F (equatorial spread F) τ ισημερινό σπραδικό στρώμα Ε (equatorial Ε ) ι πρσανατλισμένες κατά μήκς των δυναμικών γραμμών τυ γεωμαγνητικύ πεδίυ ανμιγένειες κενών ινισμύ (depletion density field aligned irregularities - FAI) Ισημερινή ινσφαιρική ανωμαλία Ισημερινή ανωμαλία τυ στρώματς F~ νμάζεται η περιχή της ανμιμρφίας της ηλεκτρνικής πυκνότητας πλάσματς(ή αντίστιχα της κρίσιμης συχνότητας καθέτυ ραδιβλισμύ f F? ) πυ παρυσιάζεται κντά στ μαγνητικό ισημερινό (dip equator). Η ανμιμρφία αυτή φαίνεται στ Σχ. 1.5, όπυ παρυσιάζεται η μεταβλή της 0 F 2 με τ μαγνητικό πλάτς. Εμφανίζνται λιπόν σχεδόν συμμετρικά πρς τ μαγνητικό ισημερινό δύ σαφή μέγιστα στην F^, πυ τπθετύνται περίπυ στις ±30 (μαγνητικό πλάτς), και ένα έντν ελάχιστ (ισημερινή τάφρς), σχεδόν πάνω από τν ισημερινό. Για μαγνητικά πλάτη μεγαλύτερα από ±30 η τιμή της F- μειώνεται μαλά. Η ισημερινή ανωμαλία, πυ αναφέρθηκε για πρώτη φρά τ 1946 από τν Appleton, συνδέθηκε αρκετά νωρίς με τη διισημερινή 1 1 διάδση (1957) και θεωρείται σαν κύρια αιτία τυ απγευματινύ 2 3 τύπυ ΤΕΡ '. Η μελέτη της ισημερινής ανωμαλίας, πυ πραγματπιήθηκε στη διάρκεια τυ 18υ, 19υ και 20υ ηλιακύ κύκλυ από ερευνητές και στυς τρεις διισημερινύς τμείς της γης, ανέδειξε τα κύρια χαρακτηριστικά της, πυ όπως απδείχθηκε διαφέρυν σημαντικά από τμέα σε τμέα, με κύρια αιτία τη διάσταση πυ υπάρχει ανάμεσα

23 40 S Ν S MAGNETIC LATITUDE 40 Ν Σ.χ. 1.5: Μεταβλή της F 9 στην περιχή της ισημερινής : : _ :, Q ^ : :. ανωμαλίας (ισημερία Μαρτίυ 1958) 20. AFRICAN SECTOR J.FJ ΛζΙ H'o"*«AMERICAN SECTOR MAGNETIC LATITUDE Σχ. 1.6: Ημερήσια εξέλιξη της.ί-σημερινης ανωμαλίας στη διάρκεια ηλιακύ μέγιστυ (ισημερία Μαρτίυ 1958)

24 στ μαγνητικό και γεωνραφικό ισημερινό σε καθένα από τυς διιση-, 5,20-23,32 μερινυς τμείς της γης. Η ισημερινή ανωμαλία παρυσιάζει ημερήσιες και επχιακές μεταβλές αλλά και εξάρτηση από την ηλιακή και γεώμαγνητική δραστηριότητα. Στα Σχ. 1.6 και 1.7 παρυσιάζεται η ημερήσια εξέλιξη της 20 ισημερινής ανωμαλίας στν,ευρωαφρικανικό τμέα Όπως διαπιστώνεται από τα σχήματα αυτά: α. η ισημερινή ανωμαλία εμφανίζεται μετά τις 10:00 ΤΩ και διαρκεί μέχρι τις 06:00 ΤΩ (στ μέγιστ της ηλιακής δραστηριότητας και γύρω από τις ισημερίες), Δηλαδή μεταξύ 06:00 και 10:00 ΤΩ δεν υπάρχυν τα δύ μέγιστα γύρω από τ μαγνη'τ ικό ισημερινό αλλά ένα μόν σχεδόν πάνω απ'αυτόν (08:00 ΤΩ). Σημειώνεται ότι τ φαινόμεν αυτό είναι εντνότερ στν αμερικανικό τμέα, όπυ επιπρόσθετα η εμφάνιση της ανωμαλίας καθυστερεί για δύ περίπυ ώρες. β. δεν υπάρχει ασυνέχεια στην ημερήσια εξέλιξη της ανωμαλίας γύρω στις 18:00^20:00 ΤΩ, όπυ παρυσιάζεται η μετάβαση από την απγευματινή ΤΕΡ στη βραδυνή. γ. από τις 12:00 ΤΩ ως τις 18:00 ΤΩ η ισημερινή ανωμαλία εμφανίζει σχεδόν σταθερά χαρακτηριστικά, αλλ.ά μετά τις 18:00 ΤΩ λόγς R των τιμών της f n F~ πυ λαμβάνει στα μέγιστα και στην τάφρ αυξάνει και περνά από ένα μέγιστ πυ διαρκεί από τις 20:00 ως τις 22:00 ΤΩ, με τιμή πυ πλησιάζει R= 2 και φείλεται κυρίως στη μείωση της τιμής της F? στν ισημερινό. δ. μετά τις 01:00 ΤΩ η ανωμαλία εξασθενεί με γρήγρη μείωση της τιμής f F, στα μέγιστα. ε. πριν από τις 10:00 ΤΩ υπάρχει βόρεια μετατόπιση κατά 10 μαγνητικύ πλάτυς της ισημερινής τάφρυ, πυ μηδενίζεται γύρω στις 14:00 ΤΩ και παραμένει σταθερή σε μικρές τιμές νότιυ πλάτυς μέχρι την 00:00 ΤΩ.

25 s 20 AFRICAN SECTOR IO ' IO ~r Ν LW.T S AMERICAN SECTOR Ι IO ~ ~r Ν / 0800 Ι200 Ι600 Ί Ι S ^ IO χ ι Α ι 1 ί /ι Α / ι... ι ι_ Ι Ν MAGNETIC S LATITUDE 1 IO IO _J 20 Ν Σχ 1 7 " Μετατόπιση της ισημερινής τάφρυ και των μέγιστων της ισημερινής ανωμαλίας στη διάρκεια της ημέρας (ισημερία Σεπτεμβρίυ 1958), 20

26 ζ. ÖL θέσεις των μεγίστων από τις 10:00 ΤΩ ως τις 15:00 ΤΩ τείνυν να απμακρυνθύν κατά μερικές μίρες, μετά όμως παραμένυν σχεδόν σταθερές σε τιμές μεταξύ 15 και 20. Η ισημερινη ανωμαλία παρυσιάζει έντνη διαφρπίηση στη μρφή της ανάμεσα στις ισημερίες και τα ηλιστάσια. Γενικά η ανωμαλία εμφανίζεται εντνότερη (με μεγαλύτερ λόγ R) και συμμετρικότερη πρς τ μαγνητικό ισημερινό στις δύ ισημερίες τυ έτυς. Αντίθετα, όπως φαίνεται και στ Σχ. 1.8, την περίδ των ηλιστασίων η ανωμαλία παρυσιάζει ασυμμετρίες πρς τν ισημερινό πυ φαίνεται να αντιστρέφνται από τη μέρα στη νύχτα". Επιπλέν η ισημερινη ανωμαλία παρυσιάζει έντνη εξάρτηση από την ηλιακή δραστηριότητα. Στ Σχ. 1.9 φαίνεται καθαρά,ότι στ ελάχιστ τυ ηλιακύ κύκλυ ακ*όμα και την περίδ των ισημεριών, η ανωμαλία είναι ένα απκλειστικά απγευματινό φαινόμεν, πυ εμφανίζεται στατιστικά σπανιότερα, με μικρότερη ένταση (μικρότερες τιμές τυ λόγυ R) και με πιό πλατειά περιχή μεγίστων (πράγμα πυ αντιστιχεί σε μικρότερες ριζόντιες κλίσεις (gradients) στις τπικές τιμές ηλεκτρνικής πυκνότητας των μεγίστων)5, Τέλς πρέπει να τνισθεί ότι η ισημερινη ανωμαλία μελετήθηκε βασικά σε περιόδυς "ήσυχων" (quiet) γεωμαγνητικά ημερών. Σε περιόδυς γεωμαγνητικής δραστηριότητας η διαμόρφωση της ανωμαλίας παρυσιάζεται συγκεχυμένη και υπάρχυν ενδείξεις ότι. η δημιυργία της καθυστερεί χρνικά ενώ λόγς R είναι μικρότερς, με αιτία την αύξηση τυ ινισμύ της ισημερινής τάφρυ Η ισημερινη ανωμαλία συνδέθηκε με την ΤΕΡ, και ιδιαίτερα με τν απγευματινό τύπ της, για τυς παρακάτω λόγυς: α. τα δύ φαινόμενα παρυσίαζαν έντνη συσχέτιση στην εκδήλωση τυς πυ είναι ιδιαίτερα εμφανής τις απγευματινές ώρες στις ισημερίες και στα χρόνια της μέγιστης ηλιακής δραστηριότητας. Χωρίς η ανωμαλία να απτελεί τν απκλειστικό παράγντα για την εκδήλωση ΤΕΡ, η δημιυργία φηλών και απότμων κρυφών στα μέγιστα, παρυσιάζεται σαν απαραίτητη πρϋπόθεση (μέχρι τυς 50 MHz για τν Αυστραλιανό-Ασιατικό τμέα).

27 EVENiNG (2100 IMY) AFTERNOON 12 % /1 7 /H (1500 LMT) } VI VJ η, \ 1 \ \ 11- Junt ^ / s \ ' * 60* S Ν S Ν Magneiie dip Magnttic dip Σχ. 1.8: Μεταβλή της ισημερινης ανωμαλίας με τις επχές κκ _ ι ττι ί.ν..'" 1 Λ ίακ,α ' δραστηριότητα (ισημερίες και ηλιστάσια 1964 και 1967). SEP1EMBER 1964 SEPTEMEER 1957 Mocnetic dip Kognttic dip Σ χ 1 ' 9 : Ημερήσια εξέλιξη της ισημερινής ανωμαλίας στις ισημερίες σε ελάχιστ και μέ γ ιστό η λιακ ή ς δαστηιότηταγ ίσετπέιιβηι nr iqftd vm iqft7i

28 β. Η ύπαρξη μεγάλων ριζντίων κλίσεων στην τιμή της ηλεκτρνικής πυκνότητας τυ πλάσματς στις κρυφές της ανωμαλίας πυ μπρύν να διαθλάσυν ραδισήματα με συχνότητες μέχρι περίπυ 90 MHz. Μια διπλή τέτια διάθλαση στις περιχές των μεγίστων της ανωμαλίας είναι δυνατό να υπστηρίξει τη διάδση ραδικυμάτων (χωρίς ενδιάμεση ανάκλαση από τ έδαφς) μεταξύ περιχών βόρεια και νότ-ια από τ μαγνητικό ισημερινό. Η δια- 2 δόση αυτύ τυ τύπυ ( F ) παρυσιάζει μικρότερη ινσφαιρική εξασθένηση, αφύ τα ραδικύματα διαπερνύν μόν δύ φρές τα απρρφητικά στρώματα D και Ε της ινόσφαιρας, αντί για τις τέσσερις πυ υπχρεώννται στη διάδση τυ τύπυ 2F 2, όπως φαίνεται και στ Σχ Επιπλέν μπρύν να διαδθύν υψηλότερες συχνότητες, αφύ ι γωνίες εισόδυ στ στρώμα F είναι τώρα μικρότερες, με τιμές M0F 40 ως 50% μεγαλύτερες από τις 3 πρβλεπόμενες με διάδση 2F?. t-l Η μρφλγία όμως της ισημερινής ανωμαλίας και των ριακών τιμών πυ μετρήθηκαν στις ριζόντιες κλίσεις των μεγίστων της δεν μπρύν να εξηγήσυν τ βραδυνό τύπ ΤΕΡ πότε: α. διαδίδνται πλύ ψηλότερες συχνότητες από 90 MHz, πυ ξεπερνύν τυς 400 MHz ', β. καλύπτνται ριακά γεωγραφικές περιχές με μεγάλες ασυμμε-,26 τριες ως πρς τ μαγνητικό ισημερινό, γ. παρυσιάζεται η πλύ χαρακτηριστική μετάβαση από τν απγευματινό τύπ στ βραδυνό, γύρω στις 18:30-19:30 ΤΩ, με εξαφάνιση της ΤΕΡ για μισή ως μία ώρα, και επανεμφάνιση των ση ε - 26, ματ^ν με τα χαρακτηριστικά τυ βράδυ νυ τύπυ, όταν την ίδια χρνική περίδ η ισημερινή ανωμαλία παραμένει σχεδόν αμετάβλητη, δ. η ιεραρχική εμφάνιση των σημάτων συχνά αρχίζει από τις ψηλότερες συχνότητες, ε. έχυν διαπιστωθεί περιπτώσεις διάδσης σημάτων με τα χαρακτηριστικά τυ βραδυνύ τύπυ ΤΕΡ μεταξύ Pretoria (S.A.) και Αθηνών στυς 145 MHz γύρω στις 08:00 ΤΩ, όταν η ισημερίνη ανωμαλία είναι αδιαμόρφωτη η ανύπαρκτη

29 Ισημερινό διάχυτ στρώμα F (equatorial spread F) Διάχυτ ινσφαιρικό στρώμα F νμάζεται η διαταραγμένη κατάσταση πυ εμφανίζεται στ στρώμα αυτό όταν η κρίσιμη συχνότητα σε κάθετ ραδιβλισμό (f FJ δεν είναι πια συγκεκριμένη 27 (Σχ. 1.10) άλλα συγκεχυμένη και ασαφής Τ διάχυτ F εμφανίζεται τόσ σε μεγάλα γεωμαγνητικά πλάτη (>40 ) όσ και γύρω από τν ισημερινό (±20 ). Η μεγαλύτερη όμως πιθανότητα εμφάνισης (>90%) παρυσιάζεται στην ζώνη ±10 μαγνητικό πλάτς στη διάρκεια της νύχτας (περιχή ισημερινύ διάχυτυ στρώματς F) (Σχ. 1.11). Έχυν παρατηρηθεί δύ μρφές τυ διάχυτυ F πυ χαρακτηρίζυν την ασάφεια τυ ραδιβλιστικύ ίχνυς '(ινόγραμμα) και είναι μία πυ παρυσιάζει διασπρά στη συχνότη α (frequency spreading) και μία με διασπρά στην απόστάση-ύψς (range spreading). Μια ώρα περίπυ μετά τη δύση τυ ήλιυ στν ισημερινό (στ έδαφς), δηλαδή γύρω στις 19:00 ΤΩ, τ κατώτερ τμήμα τυ στρώματς F αρχίζει να ανυψώνεται. Τ ύφς τυ αυξάνει με την πάρδ της ώρας και γύρω στις 20:00 ΤΩ λαμβάνει μέγιστη τιμή (hi), Η πρώτη εμφάνιση ισημερινύ διάχυτυ F παρατηρείται συνήθως λίγ πριν την ώρα αυτή όταν τ κατώτερ τμήμα (χαμηλές συχνότητες) τυ ινγράμματς παρυσιάζει διασπρά στην απόσταση-ύψς (Σχ. 1.10). Μέχρι τα μεσάνυχτα η παρυσία τυ διάχυτυ F έχει καλύψει όλ τ ίχνς (χαμηλές και ψηλές συχνότητες). Μετά τα μεσάνυχτα η διασπρά επεκτείνεται συνήθως και στν άξνα των συχντήτων τυ ινγράμματς, ενώ γύρω στην αυγή (με την πρϋπόθεση ότι υπάρχει ακόμα διάχυτ F) η διασπρά έχει περιριστεί μόν στη συχνότητα και 4 στ ανώτερ τμήμα (ψηλές συχνότητες) τυ ινγράμματς Η περιχή τυ ισημερινύ διάχυτυ F διαιρείται τπγραφικά σε δύ ζώνες με διαφρετικά χαρακτηριστικά. Η πρώτη ζώνη περιλαμβάνει τ τμήμα ανάμεσα σε ±5 μαγνητικό πλάτς (electrojet region) ενώ η δεύτερη τα τμήματα μεταξύ 5 ως 20 βόρεια ή νότια από τ μαγνητικό ισημερινό Η εμφάνιση τυ διάχυτυ F στην πρώτη ζώνη (πυ περιλαμβάνει και τ μαγνητικό ισημερινό) είναι βραδυνό φαινόμεν σε