Artículo publicado en la revista CQ Radio Amateur, febrero de 2011.
Por Salvador Doménech EA5DY
TORMENTAS IONOSFERICAS
Las últimas semanas del pasado año 2010 presentaron algunos días sin manchas solares y
con el Sol completamente inmaculado, lo cual era una vista relativamente poco frecuente en
los últimos meses de subida del nuevo ciclo solar 24. En febrero, es posible que volvamos a
ver algunos días sin manchas solares, pero serán escasos y cuando esto ocurra serán pocos
días seguidos en estas condiciones. La tónica general de escalada del ciclo solar seguirá de
manera constante manteniéndose los niveles de manchas solares suavizadas en valores
crecientes respecto a meses anteriores. Aún así, la actividad solar seguirá siendo baja con
algunos días subiendo a niveles moderados.
En las últimas semanas no ha habido tormentas solares relevantes ni ninguna gran
llamarada de tipo X desde que empezó el nuevo ciclo solar pero esto puede cambiar en los
próximos meses a medida que el ciclo solar progrese y se creen nuevas formaciones de
manchas solares más complejas y más grandes. Los niveles de flujo solar, que estarán entre
80 y 95 durante este mes de febrero, podrán alcanzar ocasionalmente a lo largo del año
valores de flujo solar de 120. Los valores promedio de 90 días de flujo solar y de manchas
solares continuarán subiendo de manera sostenida. A final de año tendremos valores
promedio superiores a 100 para el flujo solar y superiores a 45 para el número de manchas
solares suavizado.
Y todo esto ¿como afectará a nuestra propagación en las bandas de HF?. De manera general
las bandas altas decamétricas continuarán mejorando gradualmente y a partir de otoño
veremos los 10 metros abiertos de manera regular durante las horas centrales del día para
contactos trans-continentales. Debemos recordar que la fase creciente de los ciclos solares,
una ves superado el umbral inicial de 30 en el número suavizado de manchas solares, es
mucho más rápido que la fase descendente y más acelerado también que el ritmo de
crecimiento de los primeros meses. Por otra parte sabemos también que los meses de
verano presentan, a igualdad de cifras de actividad solar, unaos valores de MUF (frecuencia
máxima utilizable) más baja que durante los equinoccios o durante el invierno. por tanto
deberemos esperar hasta el otoño (atentos al próximo CQWW) para ver unas condiciones
en las bandas altas como no se habían visto desde hacía muchos años
Por otra parte, a medida que aumente la actividad solar y mejore la propagación en las
bandas altas del espectro de HF, se incrementará también la probabilidad de aparición de
las temidas tormentas solares que pueden llegar a ocasionar muy graves perturbaciones en
la propagación, llegando incluso a bloquear completamente todas las bandas de HF.
Afortunadamente esta gran paradoja de poder sufrir perdidas totales de propagación a
medida que la propagación va mejorando ocurre en muy contadas ocasiones y siempre
durante los periodos de moderada y alta actividad solar, como hacia los que nos dirigimos
rápidamente en estos momentos.
Durante una tormenta ionosférica, se puede experimentar un incremento espectacular del
ruido en las bandas de HF e incluso de manera notable en las bandas de VHF. Una
tormenta ionosférica generalmente hace aumentar el ruido y debilita las señales que lleguen
por propagación ionosférica haciéndolas incluso desaparecer por completo. Las señales que
atraviesan los polos suelen ser las más afectadas debilitandose sobremanera y acentuándose
la característica distorsión o tableteo de los caminos de propagación que cruzan los polos.
Dependiendo de la gravedad de la perturbación del campo geomagnético de la Tierra y la
consiguiente perturbación de la ionosfera, la propagación puede quedar seriamente
degradada o incluso bloqueada por completo por periodos que van desde unas cuantas
horas hasta dos o tres días enteros antes de retornar a las condiciones normales previas a la
tormenta.
Existen dos grandes tipos genéricos de perturbaciones solares que pueden acabar
ocasionando una tormenta ionosférica que afecten a de manera drástica la propagación por
radio a larga distancia: llamaradas solares y eyecciones de masa coronaria (CME).
Las llamaradas solares son gigantescas erupciones que liberan repentinamente enormes
cantidades de energía, incluyendo emisiones de radiación de alta energía en el espectro que
va desde VLF hasta frecuencias de ratos X, pasando por emisiones de intenso ruido en HF
y VHF. Si la situación de la Tierra respecto al Sol cae en la dirección de la emisión de la
llamarada solar, la radiación de rayos X tardará apenas ocho minutos en recorrer los 150
millones de kilómetros que nos separan del Sol, viajando a la velocidad de la luz. El
repentino incremento de la radiación de rayos X recibida por las capas más bajas de la
ionosfera producirá un inmediato aumento de la capacidad de absorción de radiofrecuencia
en estas capas provocando una fuerte atenuación, llegando incluso a bloquear la
propagación.
Esta perturbación afectaría a todas las comunicaciones de HF en el lado iluminado por el
Sol de la Tierra. Las señales de 2 a 30 MHz pueden desaparecer por completo. La última
que recuerdo en el año 2001, durante el último máximo solar a plena luz del día y durante
un concurso internacional, me hizo salir al exterior a revisar si las antenas seguían en su
sitio o si los cables coaxiales habían sido cortados. Una perturbación ionosférica repentina
de esta naturaleza puede durar hasta una hora entera antes de volver a las condiciones
ionosféricas originales. Entre 45 minutos y dos horas después del comienzo de la
perturbación ionosférica, empiezan a llegar partículas de la erupción de masa solar. Estas
partículas de alta energía son principalmente protones que penetran en la ionosfera a través
de los polos magnéticos, donde se produce una intensa ionización en las capas bajas de la
ionosfera. Esta ionización produce una profunda absorción de las señales de HF que
pretendan atravesar las regiones polares. Esta absorción polar puede durar varios días más y
suele producir simultáneamente unas espectaculares auroras boreales visibles desde
latitudes elevadas.
Otro tipo de fenómeno solar que puede acabar ocasionando serias perturbaciones
ionosféricas son la eyecciones de masa coronaria (CME). Estas emisiones de producen en
los llamados agujeros coronarios que son áreas de la corona solar con temperatura
sensiblemente más baja que el resto de la cpa más exterior del Sol (la corona). Existen
diferentes teorías que intentan explicar los mecanismos internos del Sol que provocan los
agujeros coronarios y las emisiones de masa coronaria que tienen asociados.
La materia expulsada a través de este agujero toma la forma de plasma, es decir, gas
altamente ionizado compuesto de electrones, protones y partículas neutras que viajan a
velocidades de hasta 1.000 km por segundo. El plasma forma parte del viento solar y puede
afectar al campo magnético de la Tierra, pero solo si ésta se encuentra en una posición
respecto al Sol que cruce la trayectoria de esta emisión de plasma.
Actualmente no se dispone de la capacidad de predecir por adelantado y con tiempo
suficiente cuando el Sol puede rugir y emitir una perturbación que ocasione problemas
graves de propagación. El satélite SOHO puede ayudar a determinar si una masa expulsada
por el Sol se dirige hacia la Tierra, y el satélite ACE, situado a un millón y medio de km de
la Tierra, puede dar alrededor de una hora de preaviso sobre si el campo magnético de una
eyección de masa del Sol puede impactar sobre la magnetosfera de la Tierra causando
problemas de propagación.
Estadísticamente, los agujeros coronarios y las emisiones de masa coronaria tienen
tendencia a presentarse más a menudo durante los máximos y las fases menguantes del
ciclo solar de 11 años y suelen durar varias rotaciones del Sol. Esto significa que un agujero
coronario puede ser un "agujero coronario recurrente", capaz de interrumpir o perjudicar las
comunicaciones unos cuantos días, y de manera repetida, durante varios meses.
Durante la fase creciente del ciclo solar también suelen aparecer eyecciones en forma de
filamento que repentinamente aparecen creando un delgado arco desde la superficie del Sol
y emitiendo enormes cantidades de materia en forma de plasma hacia el espacio junto con
el viento solar. esta emisiones absolutamente esporádicas tienen efectos similares a las
eyecciones de masa coronario, aunque de menor intensidad.
¿Y qué podemos hacer ante una tormenta ionosférica?. Pues la verdad es que muy poco,
pues la fuerza con que actúan no es mitigable desde la Tierra. Con los conocimientos
científicos actuales no es posible predecir las tormentas ionosféricas mas allá de unas pocas
horas desde que se detectan las llamaradas solares o las eyecciones de masa coronaria en la
superficie del Sol hasta que el viento solar y la radiación llegan hasta la Tierra. Por si sirve
de consuelo, durante las tormentas ionosféricas más severas se suelen dar excelentes
condiciones de propagación en 2 metros por aurora. Las escasísimas ocasiones en que este
tipo de propagación por aurora en 2 metros ha podido ser observada desde España ha sido
coincidiendo con super-auroras ocasionadas por tormentas ionosféricas muy grandes.
No sabemos cuando ocurrirá la próxima gran tormenta ionosférica pero sí sabemos que
ocurrirá.
La propagación en el concurso del mes: ARRL International Contest CW
Durante este mes, tenemos otro de los grandes concursos del calendario anual: el ARRL
International DX Contest – CW los días 19 y 20 de este mes de febrero.
Las cifras de actividad solar han mejorado sensiblemente respecto a pasadas ediciones de
este concurso. la cifra promedio de numero suavizado de manchas solares para este mes es
de 36, por lo que podemos esperar condiciones moderadas en 15 metros y posibilidades no
desdeñables de aperturas en 10 metros especialmente con los estados del sur y del este de
los EEUU.
Las bandas de batalla serán principalmente, y por este orden, las bandas de 40 metros y de
20 metros. Los 40 metros se abrirán hacia Norteamérica muy poco después de nuestro
anochecer, cuando allí todavía es de día. Las primeras señales en aparecer tras nuestro
anochecer en 40 metros serán de la costa este de Canadá y de la costa NE de los EEUU. A
medida que avance la noche las señales serán más fuertes y con condiciones para todo el
territorio norteamericano, con mayor intensidad para las señales de la costa este que tan
solo requieren dos o tres saltos. A partir de las 0200Z deberemos estar atentos a
multiplicadores en 40m y 80m desde los distritos W7 y costa oeste. Las condiciones de
propagación se mantendrán hasta inmediatamente después del amanecer en 80m y hasta
más de una hora después en 40 metros. Contaremos entonces con la ventaja adicional en
ese periodo tendremos menos rivalidad y ruido de otras estaciones de Europa situadas más
al este que tendrán su propagación cerrada en las bandas bajas antes que nosotros desde
EA. Durante el día las bandas bajas permanecerán cerradas hacia Norteamérica, con
excepción quizá de los big-gun que suelen escucharse en 40m incluso antes de nuestro
anochecer.
Los 20 metros empezarán a abrirse a partir de las 1100Z con las primeras señales de la
costa este y sur este americana. los estados y provincias centrales empezarán a aparecer a
partir de las 1200Z La banda permanecerá abierta hasta pocas horas después del anochecer
con relativamente buenas señales hacia todos los distritos.
Los 15 metros presentarán aperturas hacía la costa este y sobre todo sureste de los EEUU a
partir de las 1300 UTC y deberemos estar atentos a partir de las 1600 UTC a la aparición de
estaciones y multiplicadores nuevos de estados centrales y del oeste, aunque con señales
débiles.. Las condiciones seguirán abiertas hasta muy poco después de nuestro anochecer,
cuando la banda se cerrará rápidamente.
Vigilaremos los 10 metros a la búsqueda de aperturas en las que las buenas estaciones
pueden llegar gracias a los bajos ángulos de radiación de sus antenas. En este caso cada
nuevo contacto puede convertirse en un nuevo multiplicador. Aunque la mayor parte de
estas estaciones prestarán atención a sus rumbos sur y sureste donde sí que dispondrán de
ciertas condiciones en 10 metros con Sudamérica, podremos obtener algunos (pocos)
nuevos multiplicadores desde EA si sabemos monitorizar la banda a partir de las 1400 hasta
el ocaso.
Suerte en el concurso
Salvador EA5DY/4
Figura 1: Aurora boreal producida
el 7 de enero de 2011 debido a una
repentina tormenta geomagnética
de clase G1 ocasionada por un
fuerte viento solar.
Fuente www.spacewheather.com