El gráfico anterior nos muestra en donde estamos en cuanto a lo que actividad solar se refiere
Las líneas fuertes muestran lo real y las punteadas los pronósticos
Vea las progresón del ciclo solar Aquí. Vuelva a la página con la flecha < atrás> del navegador.
INDICES SOLARES Y GEOMAGNÉTICOS
INTRODUCCION
Es muy importante conocer que son y como se manejan los índices solares para así entender la informació que se nos da en cuanto a propagación.
Decimos que la actividad solar puede producir fulguraciones que afectan a la ionización de la atmósfera terrestre y al campo geomagnético. Ambos tipos de fenómenos afectan las condiciones de radio propagación en HF. Por otro lado, las erupciones de burbujas de gases coronales del sol pueden afectar al campo geomagnético, lo que también modifica las condiciones de radio propagación. Al describir toda esta fenomenología, en los pronósticos de radio propagación, en los alertas de urgencia o en las notas técnicas se suelen usar índices de la actividad solar y la actividad terrestre. Para comprender estas descripciones, es necesario
tener en claro qué significan los índices, sus rangos de magnitud, sus escalas y la relación que tiene con las condiciones de radio propagación en HF.
En esta Nota Técnica se presenta una descripción de los Indices Solares y Magnéticos utilizados en nuestros pronósticos y alertas y se describen las escalas de variación y las relaciones de los índices entre si así como la relación entre la variación de estos índices y las condiciones de radio propagación en HF.
Nota: La letra “p” agregada a varios índices, significa “planetario”, indicando que se trata de un índice a escala global.
INDICES DE ACTIVIDAD SOLAR
Número Internacional de Manchas Solares. Este es el número que representa a la cantidad de manchas solares que se observan sobre la superficie del disco solar, medido tradicionalmente por el Observatorio de Zurich, Suiza, hasta el 31 de Diciembre de 1980.
Posteriormente, este Indice ha sido reemplazado por el Número Internacional de Manchas Solares, que se mide en el Observatorio de Bruselas, Bélgica.
Número Relativo de Manchas Solares
El número relativo de manchas solares es un índice indirecto que representa la actividad total del disco visible del sol. El número relativo de manchas se obtiene con la expresión R = K (10 G + S), donde G es el número de grupos de manchas y S es el número de manchas aisladas que se observan en la superficie del disco solar.
K es un factor, usualmente menor que 1 y que depende del observatorio que realiza la medición. A los efectos de los registros internacionales habilitados y reconocidos, hay un número limitado de observatorios en el mundo que publican este tipo de datos. (Esto no impide que alguien se ponga a medir un número de manchas solares y lo usara para sus propias experiencias.)
Flujo de Radiación Solar en 2.800 MHz ó 10,7 cm. (SFI)
Expresa la energía de la radiación solar en la longitud de onda de 10,7 cm. que se registra en la superficie de la tierra.
La longitud de 10,7 cm. no tiene una importancia especial respecto al sol; podría utilizarse otra longitud de onda próxima a esta y el resultado sería el mismo.
Cuando el índice SFI crece, crece la ionización en las capas ionosféricas, lo que es bueno para la propagación de las bandas altas de HF, pero también aumenta la absorción ionosférica y el ruido, lo que es malo para las radio comunicaciones en las bandas bajas.
El sol emite energía electromagnética originada en distintas regiones de la atmósfera solar. La intensidad de este flujo de radiación electromagnética no es constante sino que es lentamente variable y cambia gradualmente, día a día, en concordancia con el número de grupos de manchas que se pueden ver sobre el disco solar.
La energía total emitida proviene de tres fuentes:
La superficie no perturbada del sol, El desarrollo de las regiones activas, Las perturbaciones de corta vida sobre el nivel normal diario de la actividad solar.
La densidad de flujo solar en 2.800 MHz ha sido registrada diariamente desde el 14 de Febrero de 1947 por el Radiotelescopio de Ottawa, Canadá. Desde Junio de 1991, estos registros se realizan en Penticton, Columbia Británica, Canadá. Cada día, se determina el nivel en 2.800 MHz. Al medio día local, (1700 (Z) ó (GMT), o sea, el índice SFI es un índice diario, representa la actividad del sol para un día entero, aunque se toma en una hora determinada.
El valor de SFI contiene el flujo proveniente de todo el disco solar en la frecuencia de 2.800 MHz en unidades de 10-22 Joules/seg./m2/Herz. (El valor medido se multiplica por 10 para suprimir el punto decimal.)
Rastreando los valores publicados por los centros internacionales, se encuentran tres valores del Indice SFI. ( Flujo Solar )
El Observado: Es el que se acaba de medir y todavía no ha sido corregido para evitar las fluctuaciones originadas en los cambios diarios de distancia entre el sol y el observatorio, que pueden llegar al 7% del valor real.
El Ajustado: Es el corregido por la variación de la distancia al sol. Sería el que se puede medir a bordo de una nave espacial que se mantuviera estática respecto del sol, ubicada a una Unidad Astronómica de distancia.
El Absoluto: Este es el valor más refinado y se obtiene multiplicando el Ajustado por 0.90, a fin de compensar las incertezas en la ganancia de la antena del radiotelescopio y las reflexiones en el suelo.
Lo interesante de este índice, es que se muestra proporcional al número de manchas solares y fundamentalmente, tiene muy buena correlación con la intensidad de la radiación ultravioleta y la radiación X que emite el sol. Este tipo de radiación es la responsable directa de la ionización de la alta atmósfera de la tierra y el comportamiento de las capas ionizadas que forman la ionósfera.
En otras palabras; cuando el índice SFI presenta variaciones significativas, las condiciones de radio propagación en HF sufrirán modificaciones significativas.
El Indice SFI puede oscilar en un rango teórico que va desde un mínimo de 50 hasta un máximo de alrededor de 300 unidades. Actualmente, en abril de 2005, se están observando valores de SFI de alrededor de 80, lo que indica que estamos muy próximos al mínimo de actividad solar.
Actividad Solar en Rayos X CLASE DE FULGURACION TIPO DE FULGURACION EFECTOS SOBRE RADIO EN HF TORMENTA GEOMAGNETICA RESULTANTE
Las fulguraciones solares son fenómenos de la atmósfera solar, en los cuales se producen erupciones de gases ionizados a muy alta temperatura, simultáneamente con una gran emisión hacia el espacio de energía electromagnética.
Durante esta descarga de radiación, se produce un incremento de la Radiación X que emite normalmente el sol. El flujo de radiación sale disparado hacia el espacio y si la tierra está en su camino, recibirá el destello de radiación. A manera de orientación, a continuación se muestra la Tabla I con la correspondencia cualitativa entre la magnitud de una fulguración y sus efectos sobre la tierra. La emisión de Rayos X durante una fulguración pueden afectar las radio comunicaciones en la tierra durante toda la duración de la fulguración, que se extiende usualmente a casi 30 minutos.
Se debe tener en cuenta que el sol mantiene una emisión lentamente variable de radiación X. Cuando nos referimos a la Actividad Solar, estamos hablando de aquellos eventos que emiten un exceso de radiación por encima del nivel normal lentamente variable.
Tabla I. Clasificación de las Fulguraciones Solares.
Fulguraciones Solares*
| Fulguración |
Clasificación
|
Efectos Comunicaciones
|
Sobre campo Magnético
|
|
A
|
Muy pequeña
|
Ninguno
|
Ninguno
|
|
B
|
Pequeña
|
Ninguno
|
Ninguno
|
|
C
|
Moderada
|
Absorción Leve
|
Inestable a Menor
|
|
M
|
Grande
|
Absorción Alta
|
Tormenta Menor a Mayor
|
|
X
|
Extrema
|
Posible Block out
|
Tormenta Mayor a Severa
|
*Si la tierra se encuentra en la trayectoria de la emisión de la Fulguración.
La Clase de Fulguración puede ser calificada de 1 a 9, como por ejemplo:
M1, M2, M3, ... M9. Cuanto mayor es el número, mayor es la magnitud de la fulguración dentro de la clase.
Fulguraciones de clase X7 a X9 han ocurrido pocas veces en los últimos 30 años, causando severos blackouts.
Cuando en un pronóstico o cualquier otra instancia, se hace referencia al nivel de Actividad Solar, se está queriendo significar la magnitud de la energía de la radiación X, por sobre los valores normales que se descarga sobre la atmósfera terrestre. Esta energía se mide a través de detectores de Rayos X montados en satélites que giran alrededor de la tierra. Al anunciarlo al público en general, los entes que miden esta actividad deberían explicar complicados números y escalas referidas a la Radiación X medidas en detectores satelitales. En lugar de ello, a manera de cuantificación de la Actividad Solar, se publica una escala de 5 niveles que se mencionan en los pronósticos de radio propagación; Actividad Solar Muy Baja; Baja; Moderada; Alta y Muy Alta. Estos niveles están asociados a la magnitud las fulguraciones solares visibles sobre el disco solar. Es decir, en los pronósticos o cualquier evaluación de la Actividad Solar, se define su nivel comparándolo con el nivel de radiación que se emite en cada uno de los niveles de las Fulguraciones Solares, las cuales se clasifican según su importancia en Clase A, B, C, M y X como se vio en el cuadro anterior.
Es algo así como si no existieran los grados de temperatura y dijéramos:
-“La Temperatura es muy baja, como la de media noche en invierno-“
-“La Temperatura es baja, como la de medio día de invierno”
-“La Temperatura es alta, como la de media noche de verano.”
-“La Temperatura es muy alta, como la de medio día de verano”.
De esta manera definimos algo desconocido, refiriéndonos a algo más familiar o fácil de apreciar.
En nuestro caso de Actividad Solar, los 5 niveles quedan definidos, al menos cualitativamente, como se describe en la Tabla II.
NIVEL DE ACTIVIDAD SOLAR EQUIVALENCIA CON FULGURACIONES SOLARES
Tabla II.
Equivalencia entre Actividad Solar y Fulguraciones solares.
Muy Baja Eventos en Rayos X de menor nivel que los de las fulguraciones de Clase C.
Baja Eventos en Rayos X de nivel equivalente a los de las fulguraciones de Clase C.
Moderada Eventos Aislados (1 a 4) equivalentes a los de las fulguraciones de Clase M.
Alta Varios (5 o más) eventos equivalentes a la Clase M, o varios aislados (1 a 4) eventos de Clase M5 o de mayor nivel.
Muy Alta Varios (5 o más) eventos equivalentes a los de las fulguraciones Clase M5 o de mayor nivel.
Obsérvese que esta manera de cuantificar la actividad solar es muy accesible y manejable; en lugar de un número, informa el nivel comparándolo con un fenómeno mucho más fácil de observar y evaluar, como es el nivel de una fulguración. Por otro lado, este nivel de Rayos X emitidos, se usa para caracterizar las fulguraciones solares.
Los detectores satelitales miden el nivel de radiación en una estrecha banda de frecuencias que va desde 0,1 a 0,8 nm. Según el nivel que alcanza la radiación medida en este rango de frecuencias, se clasifican las fulguraciones en Clase A, B, C, etc.
El aumento de la Radiación X, o dicho de otra manera, el aumento de la Actividad Solar, puede afectar la calidad de las radiocomunicaciones en HF. Grandes fulguraciones de Rayos X pueden producir rápidos y extensivos incrementos de la ionización en las capas bajas de la ionósfera, originando un rápido aumento de la absorción de la energía de las señales en HF, sobre todo en las frecuencias bajas, lo que puede llevar al desvanecimiento de la señal, ( fading ) o hasta el Blackout inclusive.
Estas súbitas perturbaciones ionosféricas, conocidas en el ámbito de la física ionosférica según la sigla inglesa SID, puede degradar las comunicaciones en HF durante un lapso que puede ir desde minutos hasta varias horas. Este efecto se conoce como 'shortwave fadeouts'
El fenómeno se presenta inicialmente con la desaparición de la señal en las frecuencias bajas y posteriormente con desvanecimientos en todo el espectro durante un corto período de menos de una hora.
Los fenómenos de este tipo aparecen con mayor intensidad y frecuencia en las épocas de máxima actividad solar. Cuando aparecen, las zonas activas suelen permanecer por varias semanas, de manera tal que cuando el sol da una rotación entera alrededor de su eje, las zonas activas vuelven a enfrentarse con la tierra y siguen descargando su radiación sobre nuestra atmósfera. De esta manera, cada vez que se produce una descarga de este tipo el fenómeno puede volver a aparecer 27 días después.
INDICES DE ACTIVIDAD GEOMAGNÉTICA
En cada punto de la tierra, el campo geomagnético está representado por un vector cuya magnitud y dirección se determina por una serie de parámetros como:
La Declinación Magnética (D), que es el ángulo que forma la dirección del campo con la dirección al norte geográfico.
La Inclinación I, que mide el ángulo que existe entre la dirección del campo y la horizontal en el lugar.
La intensidad total del campo (F) que se describe por medio de la componente horizontal (H), la componente vertical (Z) y las componentes norte (X) y oeste (Y) de la intensidad horizontal.
Estas componentes están expresadas en unidades de Oersted (1 Oersted=1 Gauss, pero son difundidas en unidades de nanoTesla (1 0ersted = 100.000 nT). La intensidad del campo magnético terrestre está entre 25,000 - 65,000 nT (0.25 - 0.65 Oersted).
El campo magnético que se mide en cualquier punto de la superficie de la tierra es la suma de varios campos generados por distintas fuentes. Estos campos se superponen e interactúan entre si.
Más del 90% del campo magnético es generado en el interior de la corteza terrestre. Esta parte del campo se denomina Campo Magnético Principal.
El flujo de iones y electrones dentro de la magnetósfera y la ionósfera de la tierra forman sistemas de corrientes que circulan en grandes circuitos terrestres. Estas corrientes, controladas por los fenómenos del clima espacial, la actividad solar y el sistema sol-tierra, crean campos magnéticos variables con períodos de variación mucho menores que la del campo magnético Principal y con intensidades tales que pueden alcanzar un 10% del campo principal.
Indices del Campo Geomagnético.
Los Indices Geomagnéticos, constituyen series de datos que ayudan a describir las variaciones del campo geomagnético o alguna de sus componentes, en lugares determinados o a escala planetaria. Desde el año 1932 se cuenta con los datos de los Indices Kp y Ap.
El índice Dst. se viene registrando desde el año 1957.
Indice K.
Cada valor representa un promedio de las variaciones del campo geomagnético registradas por un magnetómetro durante las últimas 3 horas, de tal manera que en total se calculan 8 valores a lo largo del día. Midiendo las variaciones de la componente horizontal del campo geomagnético durante períodos de tres horas, se clasifican sus rangos de variación en grados o niveles de perturbación y luego se obtiene un promedio. De esta manera, para cada día, se calculan 8 valores, cada uno de los cuales representa la variación promedio del campo magnético en su respectivo intervalo de tres horas.
Para medir la magnitud de cada nivel de perturbación, se lo compara con los valores del campo magnético registrado en un día de calma que se obtiene estadísticamente con registros de largo tiempo.
Estos valores de K, se miden y se calculan para cada observatorio en particular, teniendo en cuenta que son datos característicos del observatorio, su posición geográfica, el tipo de instrumento, etc.
La escala de variación del Indice K es cuasi logarítmica, incrementándose a medida que la perturbación del campo geomagnético es mayor. El rango de valores del Indice K se extiende entre 0 y 9.
Indice Kp.
Este Indice trata de cuantificar la variación del campo geomagnético en toda la tierra, por lo que se lo denomina “planetario”. Se calcula mediante el promedio aritmético de los valores de los Indices K medidos en trece observatorios específicos de la tierra.
Lerwick , Eskdalemuir y Hartland en UK, Ottawa y Meannook en Canadá, Fredericksburg y Sitka en USA, Eyrewell en Nueva Zelanda, Canberra en Australia, Lovo en Suecia, Brorfelde en Dinamarca, Wingst y Niemegk en Alemania.
Indice A.
El Indice A es un valor diario dentro de una escala que va desde 0 a 400 y expresa el rango de perturbación del campo geomagnético en un lugar determinado. (El lugar donde se encuentra el magnetómetro que mide las variaciones del campo geomagnético. En la actualidad hay decenas de observatorios de este tipo). Para determinar este índice, se convierten a otra escala los 8 valores del índice K registrado en ese lugar y se los promedia. Este promedio, será el valor del Indice A para ese día en ese lugar. Obsérvese que este promedio define un valor único para el día en cuestión. Así, si alguien está interesado en lo que ocurre con el campo geomagnético a una hora determinada del día, debería examinar los valores del Indice K y si está analizando la situación a escala planetaria, podría necesitar estudiar los valores de Kp. Ahora bien, si está estudiando un fenómeno que dura algunas semanas por ejemplo, quizás sea conveniente estudiar las variaciones del índice A, que solo es un valor por día y al analizarlo, dará información sobre los ritmos de variación del campo geomagnético a lo largo de varios días o semanas quizás.
Si se trata de un fenómeno a escala planetaria, debería usarse el Indice Ap. Si se estudian fenómenos de largo alcance, quizás sea necesario observar Indices semanales o mensuales.
A los efectos de estimar la significación de la magnitud del Indice A, obsérvese la Tabla III donde se muestra la relación entre las magnitudes de la actividad geomagnética y los correspondientes rangos del Indice A.
Tabla III.
Relación entre la magnitud de una Tormenta Geomagnética y el Rango del Indice A.
Categoría del Rango Indice A
|
Rango
|
Campo geomagnético
|
|
0 a 7
|
Quieto
|
|
8 a 15
|
Inestable
|
|
16 a 29
|
Activo
|
|
30 a 49
|
Tormenta Menor
|
|
50 a 99
|
Tormenta Mayor
|
|
100 a 400
|
Tormenta Severa
|
Indice Ap.
También es un Indice a escala planetaria de la variación del campo geomagnético y se calcula promediando los valores del índice A obtenido en trece observatorios seleccionados del mundo, ubicados entre los 46º y los 63º de latitud geomagnética de ambos hemisferios; Lerwick (UK), Eskdalemuir (UK), Hartland (UK), Ottawa (Canada), Fredericksburg (USA), Meannook (Canada), Sitka (USA), Eyrewell (Nueva Zelanda), Canberra (Australia), Lovo (Suecia), Brorfelde (Dinamarca), Wingst (Alemania) y Niemegk (Alemania).
Así construido, el Indice Ap tiende a expresar la actividad diaria del campo a escala planetaria.
Viento Solar:
En promedio, se mantiene entre 350 y 450 km/seg. con una densidad de menos de 10 partículas / cm3. Si la velocidad llega a los 500 Km/seg. o aumenta la densidad del viento, se puede generar actividad geomagnética, la
que será proporcional a estos incrementos. Vea NOAA Space Weather Center.
Onda de Choque, de una fulguración solar o una Eyección de Masa Coronal, (CME), arriba a la tierra después de alrededor de 55 horas después de ocurrido el evento solar.
Flujo solar mínimo histórico 50. Escala de 0 a 400.
MUF. ( Máxima frecuencia usable )
Flujo solar bajo use frecuencias bajas.
Flujo solar alto use frecuencias altas.
Tabla de Indices Solares
|
Indice Solar Ap
|
Indice Solar Kp.
|
Comentario
|
|
0
|
0
|
quieto
|
|
4
|
1
|
quieto
|
|
7
|
2
|
inestable
|
|
15
|
3
|
inestable
|
|
27
|
4
|
activo
|
|
48
|
5
|
tormenta menor
|
|
80
|
6
|
tormenta mayor
|
|
132
|
7
|
tormenta severa
|
|
208 a 400
|
8 a 9
|
gran tormenta
|
Nanotesla e Indice K
|
K
|
Nt
|
Comentario
|
|
0
|
0-5
|
quieto
|
|
1
|
5-10
|
quieto
|
|
2
|
10-20
|
inestable
|
|
3
|
20-40
|
inestable
|
|
4
|
40-70
|
activo
|
|
5
|
70-120
|
tormenta menor
|
|
6
|
120-200
|
tormenta mayor
|
|
7
|
200-330
|
tormenta severa
|
|
8
|
350-500
|
Gran tormenta
|
|
9
|
>500
|
Gran tormenta
|
Nano tesla: Unidad de intensidad de los campos electromagnéticos.
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