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太阳辐射如何影响短波传波

发布时间:2012/7/1 16:51:10 访问次数:1186

    我们所熟悉的太阳辐射是GRM1555C1H3R0BZ01D在频谱中的可见光部分,其波长为400~700nm(1nm=IE一9m),从紫色光到红色光。使用更传统的单位,可见光谱位于4000~7000埃(1埃=1E-8cm),辐射的频率等于光速(300 000 000rn/s)除以波长。这个事实让我们察觉到可见光辐射的频率,是在1E+14Hz左右,或者说是比典型的高频(即短波)业余无线电频率(3—30MHz)高上约1亿倍。
    可见光频谱可以穿过“大气窗口”,而负责产生电离层的辐射却不能,它们在上层大气中电离和分解原子和分子时,在很高的高度就被吸收了。就我们的目的而言,在处理高频传播时,令人惊奇的事情是,仅有极其微小的一部分,大约是照射到地球大气上的太阳辐射的0.001%,是作为电离过程的能源。想想看吧.1个百分点的干分之一,是不是很惊奇?
    这部分充满能量的频谱是位于可见光谱之下的,处于超紫外线(EUV)和×射线范围之内。而作为电离或分解大气成分的辐射,其能量必须等于或大于电离电压或者是原子和分子的结合能量。我们用电子伏(eV)来代替焦耳,后者是在公制体系申表述机械能量的。1eV是1个电子获得1V电压差的能量。
    我们来快速阅览一下高中化学课本,它显示氢原子——所有原子中最简单的,其电离电压为13.6eV。正如你可能期望的那样,在上层大气中,能够找到的原子氧的电离电压,也(与氢)大约相同,而原子氮大约要高出leV。上层大气中那些重要的双原子分子中,氧气、氮气和一氧化氮(卜I。),它们的电离电压分别为:12.5eV、15.5eV和9.5eV。在此基础上,太阳光谱中能有效地产生电离层的那一部分是波长大约为lOOnm(1000埃)或更短一些的。这一范围也适用于氧气和氮气分子的光分解作用,产生各自的成分原子。
    要注意的是,“平静的”太阳不仅发射100 nm波长范围的EUV光子,还有波长更短的X射线,比如说10nm,甚至1nm。所以,它们也对上层大气的电离做出了贡献,且其程度符合它们在太阳光谱中的相对强度,以及上层大气中(可用于电离的)目标的丰富程度。
    上述论述适用于所谓的“平静的太阳”,但有时候太阳是很不平静的,会在整个频谱上发出一阵阵的辐射,比如说无线电噪声、光线和×射线。很明显,这些波动中的能量光子会改变电离层中的电离总量,从而影响”小枪”(100W以下的电台)的DXng活动。所以问题产生了,“小枪”自己可能有办法来获知从太阳来的能量或其他性质的光子通量的变化吗?”
    这个问题的答案是“可能J”而且取决于前面提到的那部分频谱。如果“小枪”正操作在短波频谱的高端,比如说IOm波段,太阳噪声的爆发应该可以听得到,类似于“呜嘘……”的声音,而如果足够强的话,  “太阳QRN(Q简语,来自自然中的噪声)”甚至可能干扰“小枪”追逐DX。另一种可能性是,当“小枪”正在通联中,所使用的路径通过地球上阳光照射的部分,那么,伴随着太阳耀斑而增强的EUV和×射线会使信号减弱,甚至达到中断全部通信的程度。而可见光的增强,作为太阳扰动状态的一个指标,则极不可能产生上述效果。太阳频谱的可见光部分的变化是需要用复杂的光学仪器来观测的。
    我们所熟悉的太阳辐射是GRM1555C1H3R0BZ01D在频谱中的可见光部分,其波长为400~700nm(1nm=IE一9m),从紫色光到红色光。使用更传统的单位,可见光谱位于4000~7000埃(1埃=1E-8cm),辐射的频率等于光速(300 000 000rn/s)除以波长。这个事实让我们察觉到可见光辐射的频率,是在1E+14Hz左右,或者说是比典型的高频(即短波)业余无线电频率(3—30MHz)高上约1亿倍。
    可见光频谱可以穿过“大气窗口”,而负责产生电离层的辐射却不能,它们在上层大气中电离和分解原子和分子时,在很高的高度就被吸收了。就我们的目的而言,在处理高频传播时,令人惊奇的事情是,仅有极其微小的一部分,大约是照射到地球大气上的太阳辐射的0.001%,是作为电离过程的能源。想想看吧.1个百分点的干分之一,是不是很惊奇?
    这部分充满能量的频谱是位于可见光谱之下的,处于超紫外线(EUV)和×射线范围之内。而作为电离或分解大气成分的辐射,其能量必须等于或大于电离电压或者是原子和分子的结合能量。我们用电子伏(eV)来代替焦耳,后者是在公制体系申表述机械能量的。1eV是1个电子获得1V电压差的能量。
    我们来快速阅览一下高中化学课本,它显示氢原子——所有原子中最简单的,其电离电压为13.6eV。正如你可能期望的那样,在上层大气中,能够找到的原子氧的电离电压,也(与氢)大约相同,而原子氮大约要高出leV。上层大气中那些重要的双原子分子中,氧气、氮气和一氧化氮(卜I。),它们的电离电压分别为:12.5eV、15.5eV和9.5eV。在此基础上,太阳光谱中能有效地产生电离层的那一部分是波长大约为lOOnm(1000埃)或更短一些的。这一范围也适用于氧气和氮气分子的光分解作用,产生各自的成分原子。
    要注意的是,“平静的”太阳不仅发射100 nm波长范围的EUV光子,还有波长更短的X射线,比如说10nm,甚至1nm。所以,它们也对上层大气的电离做出了贡献,且其程度符合它们在太阳光谱中的相对强度,以及上层大气中(可用于电离的)目标的丰富程度。
    上述论述适用于所谓的“平静的太阳”,但有时候太阳是很不平静的,会在整个频谱上发出一阵阵的辐射,比如说无线电噪声、光线和×射线。很明显,这些波动中的能量光子会改变电离层中的电离总量,从而影响”小枪”(100W以下的电台)的DXng活动。所以问题产生了,“小枪”自己可能有办法来获知从太阳来的能量或其他性质的光子通量的变化吗?”
    这个问题的答案是“可能J”而且取决于前面提到的那部分频谱。如果“小枪”正操作在短波频谱的高端,比如说IOm波段,太阳噪声的爆发应该可以听得到,类似于“呜嘘……”的声音,而如果足够强的话,  “太阳QRN(Q简语,来自自然中的噪声)”甚至可能干扰“小枪”追逐DX。另一种可能性是,当“小枪”正在通联中,所使用的路径通过地球上阳光照射的部分,那么,伴随着太阳耀斑而增强的EUV和×射线会使信号减弱,甚至达到中断全部通信的程度。而可见光的增强,作为太阳扰动状态的一个指标,则极不可能产生上述效果。太阳频谱的可见光部分的变化是需要用复杂的光学仪器来观测的。

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7-1太阳辐射如何影响短波传波

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