O Sol , a Ionosfera e as  Ressonâncias de Schumann



Sendo a observação solar uma das minhas actividades preferidas, é com muita frustação  que  assisto ao passar dos dias, muitos sem poder observar, e mais ainda sem conseguir o registo de imagens, porque os meus locais de observação são muito deficientes. Estas condicionantes, levaram me a tentar outras vias para poder registar de algum modo a actividade solar, acabando por me interessar pelos respectivos efeitos que esta tem na chamada "Ionosfera".

Em traços gerais, podemos dizer que se trata de uma das zonas  da nossa atmosfera onde se concentram  Iões ionizados, particulas electricamente carregadas, tendo a actividade solar também enorme influência nestas zonas. 

Dependendo de vários factores, tais como as estações do ano, o dia ou a noite, ou as horas do dia, assim varia a densidade de Iões ionizados na Ionosfera, que é composta por várias "camadas", ou "regiões". 

Para este caso em particular, a mais importante é a região "D", a mais próxima da superfície da Terra,  situada entre os 50 e os 80 km de altitude, e que  só existe durante o dia. Podemos dizer que esta é "criada" pelo Sol, por um processo de "fotoionização",  sendo muito interessante registar este fenónemo, que voltarei a referir mais á frente .  A densidade de particulas ionizadas nesta "região D",  tem como consequência a refracção e reflexão  das ondas electromagnéticas de muito baixa frequência, as chamadas VLF (Very Low Frequence), tornando possível a recepção de estações de rádio nestas frequências, dedicadas ao tráfego maritimo (submarinos e não só) , de vários paises. É evidente que, a intensidade do sinal recebido destas estações, depende do grau de ionização da "região D", que por sua vez, depende da "intensidade" da luz recebida do Sol.

 Assim, quando acontecem as "explosões solares", do tipo "flares", o aumento súbito do brilho do Sol, vai dar origem a um aumento da "fotoionização" na "região D", que resulta numa mais eficiente refracção e reflexão das emissões em VLF. São estas "variações" de amplitude dos sinais que nos dão o "testemunho" dos eventos solares, de forma indirecta, mas eficiente. Voltando á "criação" da "região D", trata se de um fenómeno curioso que resulta numa interessante "curva" no sinal recebido, referida por PSRH (Pós Sun Rise Hump), ou seja, "a corcunda do após nascer do Sol". Isto inicia-se quando os primeiros raios de Sol começam a iluminar a região da nossa atmosfera onde se irá formar a "região D", bem visível na imagem seguinte:




Nesta imagem , com muitos pormenores interessantes para analisar, vou referir, de momento, apenas os mais importantes.                                              

 1 - O registo de três emissores em VLF  (  em 19600 Hz, de Inglaterra; 20900 Hz, de França ; 22100 Hz, de Inglaterra) . 

       Nestes  registos, apenas o de 19600 Hz ( "B" de França) teve uma "curva" clássica de PSRH. Os outros dois tiveram registos opostos,  fenómeno que iremos referir mais á frente.

2- Um registo a vermelho do "ruido" local, sendo produzido na  sua maior parte pelo MST " Metro Sul do Tejo" que fica a cerca de 30 metros do meu "3ºandar", no Laranjeiro - Almada. Como curiosidade, verifica-se que esteve sem circular entre as 02:20h e as 04:50h da madrugada. Embora sem circulação, as linhas aéreas de alimentação nunca são desligadas, pelo que o "ruido" eléctrico diminue sensivelmente, mas mantem se bem visível. 

Interessante também, é comparar os tipos de sinais recebidos:  No periodo nocturno, muito irregular, sem "Região D", em comparação com o sinal do periodo diurno, muito mais regular, o que permite de facto a interpretação dos eventos solares. A possibilidade de se registar mais do que um emissor é muito importante, para ajudar a  evitar a validação de "falsos eventos".



Quando acontecem os "flares", ocorrem os SID´s  (Sudden Ionospheric Disturbance) . O registo destes eventos é muito interessante, pelo seu significado. Dependendo das condições de recepção (local e equipamento), assim é possivel registar eventos de maior ou menor intensidade. 

                                                                                               

Depois de semanas seguidas  de "calmaria", no dia 21 de Agosto-14, (13:31 UT), registou-se um "flare" de classe M, (M3.4) ou seja, considerado "moderado", mas que apesar  disso foi suficiente para pertubar de forma sensivel a Ionosfera e assim perturbar as comunicações Rádio. De referir, que os "alertas" de flares emitidos pela NOAA, só começam a partir da classe M5.  Também aqui, o registo do emissor de França, (20900 Hz -  amarelo) , foi oposto ao registo "clássico".  Junta se uma imagem do registo da NOAA, para confirmação.

Esta imagem simples, com apenas dois registos, é excelente para abordarmos este fenómeno dos "registos opostos". É aqui que se percebe fácilmente,     como é que estes eventos podem afectar as comunicações de rádio. O sinal dos emissores chega ao receptor , por duas vias . Uma que é o "sinal terrestre",       ou de superfície, designado por "groundwave", e outra que é refractada , ou reflectida pela Ionosfera (região D), designada por "skywave".                            Dependendo da distância entre o emissor e o receptor, os dois "sinais" podem chegar com "fases" distintas. Quando chegam com fases iguais, teremos o "somatório" de ambos (elevação do sinal), mas se chegarem com fases inversas, teremos uma "subtracção", que pode até levar á anulação total do sinal recebido. Sem pretender entrar em mais pormenores (para não me tornar chato), direi apenas que se este flare fosse de classe "X", era provável que a "curva" do registo amarelo (20900 Hz - França), a descida (ou anulação do sinal) seria tal que, provavelmente, não haveria recepção deste emissor.           De salientar que  estas frequências VLF, teem uma enorme capacidade de atingir grandes distâncias.  Na imagem seguinte,  pode ver se que  é possível receber em Portugal emissões até da Austrália e da India, mesmo com equipamentos  simplificados.


                                  (Fonte : www.spaceweather.com)

 Obrigado pelo interesse manifestado por " o Sol e a Ionosfera"  :-)

Se gostou do que viu até aqui, talvez aprecie uma visita á "galeria de SIDs", AQUI                                                                                                                                      













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Bons céus a todos.   

   (c) Alcaria Rego