Troposféra a ionosféra [1951]

Jiří Mrázek, OK1GM, Miroslav Jiskra, OK1FA

V prvém článku na toto thema (K. V. č. 5/51) jsme probrali možnosti šíření UKV přízemní vlnou a zjistili jsme, že přízemní vlnou není možno udělat příliš daleká spojení. Dálková spojení můžeme však za určitých předpokladů navazovat pomocí vlny prostorové, a to tehdy, ohne-li se buď v troposféře nebo v ionosféře a vrátí-li se zpět k zemi.

Nejprve tedy o šíření pomocí ohybu v troposféře. Troposféru tvoří nejnižší vrstvy vzduchu, sahající asi do výše 10 km, kde se odehrávají všechny děje, související s počasím (na př. vítr, bouře, tvoření mraků atd.). Aby se zde elektromagnetické vlny mohly ohýbat, je potřeba aby procházely prostředím s různou hustotou, jakou zde mají dvě ostře oddělené vrstvy vzduchu o rozdílné teplotě. Tento případ nastane za takzvané tepelné inverse, kdy jsou na sobě „složeny“ dvě vrstvy vzduchu, dole studený, nahoře teplý, ostře od sebe ohraničené. Ve větším měřítku pak tyto vrstvy vznikají při přechodu teplé fronty, která přináší změnu počasí. Za těchto podmínek se zde elektromagnetické vlny často ohnou natolik, že se vrátí k zemi a je možné dálkové spojení. Tyto zjevy byly již podrobně probrány v článku „Souvislost šíření elektromagnetických vln s počasím“ (KV č. 12, roč. 1950) a nebudeme je zde proto šeřeji rozebírat. Je však důležité, aby zájemci o dálková spojení sledovali meteorologické zprávy, alespoň pokud jde o pohyb fronta tvoření inversí, aby věděli, kdy se dají očekávat podmínky pro spojení. OK1GM se pokusí upozorňovat na takové podmínky podle synoptických map, které má k disposici.

V této souvislosti je třeba věnovat pozornost pásmu 144 Mc/s, kde bylo letos i v minulých letech dosaženo pěkných dálkových spojení mezi evropskými státy. Naši amatéři jsou totiž jedni z posledních, kteří mají ještě pásmo 50 Mc/s povoleno, většina zahraničních amatérů na 50 Mc/s již pracovat nesmí a své pokusy soustřeďují proto na 144Mc/s a pásma vyšší. Proto by se i u nás měla věnovat tomuto pásmu pozornost i „od krbu“ a zkoumat možnosti dálkových spojení.

Upozorníme zde ještě na jeden způsob šíření ohybem v troposféře. Často bylo pozorováno, že před bouřkou se dobře navazovala vzdálenější spojení na UKV. Poslední případ byl o „Polním dnu 1950“, kdy v okolí Banské Bystrice bylo v odpoledních hodinách téměř celou hodinu velmi pěkně slyšet stanice z Čech. Zároveň byl nad B. Bystricí bouřkový mrak, po jehož zmizení přestal i poslech českých stanic. Tento rozsáhlý mrak byl pravděpodobně přímou příčinou spojení, neboť nesl velmi silný elektrický náboj, (jako každý mrak tohoto druhu) měl tedy jinou dielektrickou konstantu než okolní vzduch a proto mohl ohýbat elektromagnetické vlny.

Tedy i se spojením pomocí bouřkového mraku se dá někdy počítat. Nedoporučuje se ovšem zkoumat tyto možnosti šíření, když se blesky křižují 10 cm nad hlavou amatéra, schouleného někde na trianglu, neboť některý zbloudilý blesk by mohl pohřbít nejen zařízení, ale i majitele, takže diplom za vítězství v „UKV marathonu“ nebo „Polním dnu“ by pak postiženému byl udělen pouze „In memoriam“.

Dálková spojení na UKV jsou dále možná ohybem v ionosféře. Ultrakrátké vlny se sice za normálního stavu ionosféry nemohou ohnout natolik, aby se vrátily zpět k zemi, protože ionosféra není pro ně dostatečně „hustá“, ale mohou nastat případy, kdy hustota ionisace stoupne zvýšenou sluneční činností natolik, že se i tyto vlny o vysokém kmitočtu ohnou k zemi.

První případ je při t. zv. Mögel-Dellingerově efektu, obvykle způsobeném sluneční erupcí, která má za následek prudké stoupnutí, ionisace i hustota ionisace je pak tak veliká, že se krátké vlny nižších kmitočtů (asi od 1,5 Mc/s a výše) v ionosféře utlumí a pohltí, takže se nevrátí zpět k zemi a spojení prostorovou vlnou nebude možné. Zato vlny o vyšším kmitočtu mohou být v této „husté“ ionosféře mnohem více ohýbány, takže se mohou vrátit k zemi a prostorovou vlnou se v této době dají navázat dálková spojení, hlavně na 50 Mc/s.

Prakticky to vypadá tak, jako by se v době trvání silného M.-Dellingerova efektu vlastnosti jednotlivých pásem vlnového spektra (pokud jde o šíření prostorovou vlnou) posunuly, takže třeba pásmo 80 m se v té době chová skoro jako dlouhé vlny rozhlasové a na př. pásmo 50 Mc/s dostane vlastnosti „osmdesátky“ nebo „čtyřicítky“. Při provozu na 80 m se tento zjev pozná náhlým vymizením příjmu všech vzdálenějších stanic (přes asi 50-100 km), při silnějších efektech mizí i silné rozhlasové stanice v pásmu krátkých vln, kde bývá pak nezvyklé ticho jako v dobách před vynálezem radia.

Silný M.-Dellingerův efekt překazil také nedělní část letošní radiofonické soutěže ČAV. Jistě si jej účastníci závodu zapamatovali a až nastane příště, opět jej budou moci rozpoznat (doufejme, že ne při nějaké soutěži, hi). Jakmile tedy máme podezření, že nastal tento zjev, je dobré se podívat, co se děje na UKV, zda je možno navázat vzdálenější spojení.

Po silném Mägel-Dellingerově efektu bývá někdy v noci polární záře, kdy se dají rovněž dobře navazovat spojení na UKV, zvláště se směrovou anténou, namířenou k severu. Za polární záře se vlastně vytvoří další ionisovaná vrstva, která přispěje k ohybu ultrakrátkých vln.

Příznivé podmínky na UKV může dále působit též mimořádná vrstva E. Je to přechodná vrstva ionosféry pod vrstvou F; tvoří se hlavně v letní době, nejvíce po východu slunce, kolem poledne a před západem slunce navečer. V době výskytu této vrstvy jdou na 28 Mc/s velmi silně blízké evropské stanice („short-skip") a i na 50 Mc/s by v té době byla často možná spojení s evropskými státy.

Velmi dobré podmínky, způsobené touto vrstvou byly na př. dne 17. 6. t. r. mezi 17.00 a 13.00 SEČ, kdy v rozsahu asi 25-60 Mc/s bylo plno nejrůznějších profesionálních stanic. Zvláštní zmínky zaslouží zvukový doprovod k sovětské televisi, který byl slyšet kolem 57 Mc/s v nezvyklé síle S 9 plus úplně bez antény na superreakční dvojku. Též o „Polním dnu 51“ byla tato „televise“ v neděli v poledne slyšet. Bylo by dobře zjistit, zda sovětští amatéři pracují v pásmu 50 Mc/s, neboť za těchto podmínek by zcela určitě bylo navázáno spojení se Sovětským svazem. Naši amatéři by jistě uvítali možnost takového rekordního spojení se svými sovětskými přáteli.

Uvedené možnosti spojení ionosférou jsou krátkodobého rázu a vyskytují se dosti nepravidelně. Příznivé podmínky trvají nejvýše několik hodin. Naděje na trvalejší podmínky pro spojení ionosférickým ohybem jak na UKV, tak i na 28 Mc/s, bude teprve v letech s vysokou sluneční aktivitou, která se dostavuje v periodách 11, respektive 22 let. Poslední podmínky tohoto druhu byly v roce 1947, kdy naše stanice dosáhly na 56 Me/s spojení s několika evropskými státy a kdy na tomto pásmu byly u nás slyšet dokonce i stanice americké a jiné dxy. V nejbližších letech však s těmito podmínkami není možno počítat, neboť sluneční činnost je nyní velmi nízká a maxima dosáhne až v roce 1958.

Co zde bylo řečeno o šíření pomocí ionosféry, platí hlavně pro pásmo 50 Mc/s, kdežto dálková spojení tropo sférou přichází v úvahu i pro pásmo 144 Mc/s a pásma vyšší. Zatím co podmínky pro spojení troposférou mohou nastat prakticky v kteroukoliv roční dobu, dá se spojení ionosférickým ohybem uskutečnit jen v době od jara do podzimu, hlavně pak v létě, kdy slunci svítí na ionosféru nejkolměji a ionisaci nejvíce podporuje. Tím jsou alespoň zhruba probrány všechny způsoby šíření ultrakrátkých vln.

Nakonec ještě několik zásad, pro vážnější práci a pokusy na UKV:

1. Dobré technické vybavení stanice: Dobrý přijímač s možností příjmu telegrafie (nemodulované), vysilač středního výkonu (alespoň 20-30 W), dobrá anténa, nejlépe horizontální směrovka. Někteří amatéři dosahují dobrých výsledků na 50 Mc/s i s dlouhými jednodrátovými anténami (40 i více metrů), které mají znatelné směrové účinky.

2. Předpoklady pro uskutečnění dálkových spojení (kromě uvedeného technického vybavení): Sledování podmínek na 28 Mc/s (hlavně výskyt „short-kipu“), možnost poslechu v širším rozsahu UKV od 28 Mc/s výše, aby se dalo sledovat posouvání podmínek k vyšším frekvencím, sledování nižších pásem. (M.-Dellingerův efekt), informace o sluneční činnosti, znalost meteorologických zpráv (pohyb front a inverse).

To je asi vše, co má zdatný UKV přeborník mít a vědět ke své činnosti; ovšem úspěchy se dají dosáhnout i s pro středky skromnějšími, je-li k pokusům dost vytrvalosti a chuti, která amatérům chybí ostatně málokdy. Přejeme tedy všem, kteří si toto poví dání přečetli, hodně úspěchů a dxů na všech pásmech ultrakrátkých vln, abychom i v tomto zajímavém odvětví naší činnosti ukázali vyspělost čs. amatérů, organisovaných v ROH. Zvláště naše kolektivní stanice a zájmové kroužky mají v tomto oboru velké možnosti k soustavné práci a pokusům, a jistě je plně využijí.

Poznámka: OK1GM bude vděčen za všechny zprávy o různých neobvyklých podmínkách na UKV, o zaslechnutých cizích stanicích nebo jiných zjevech, které mají vztah k šíření UKV, případně i zprávy o neobvyklých zjevech na nižších pásmech (M.-Dellingerův effekt atd.). zprávy na adr.: Jiří Mrázek, OK1GM, U libeňského pivovaru 7, PRAHA VIII. Amatéři-vysilači mohou předat též prostřednictvím OK1FA, který pracuje denně na 3,5 Mc/s a zprávu doručí.

KRÁTKÉ VLNY str. 268 /1951