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太陽、地球、電離層和幾個參數作者：K9LA,翻譯：BH4SRC太陽在核聚變的過程中，產生電磁輻射并噴射出太陽物質。其中，100-1000埃波長（紫外線）的電磁輻射電離地球電離層的F層；10-100埃波長（軟X光）的電磁輻射電離E層；1-10埃波長（硬X光）的電磁輻射電離D層。太陽定期噴射太陽物質，太陽物質中含有由電子和質子組成的帶電粒子。太陽物質還構成了太陽風，處于穩(wěn)定期的太陽，其刮向地球的太陽風平均速度可以達到400公里每秒。 太陽風會對地球磁場產生顯著影響。在太陽風的影響下，地球磁場并不是簡單的磁棒磁場。實際情況是面向太陽一面的地球磁場受到太陽風的壓縮；而背對太陽風一面的地球磁場則受到拉伸，生成磁尾；磁尾長度可以達到10多倍地球半徑。電磁輻射對處于白天中的整個電離層構成影響；由太陽噴射的構成太陽物質的帶電粒子，則沿著地球磁力線進入電離層。帶電粒子只對磁力線進入地球時所處的高緯度地區(qū)的電離層構成影響。 圖一，太陽對地球磁場的影響此外，太陽的電磁輻射會電離大氣中的原子，使原子中的電子逃逸并沿著地球磁力線以電子的旋轉頻率做螺旋運動。因此地球磁場在無線電傳播中起著非常重要的作用。 地球磁場強度的大小，可以通過使用磁力計測定。通過磁力計的讀數，有兩種方法表示地球磁場的強度，即每日A指數和3小時K指數。A指數是8個3小時K指數的平均值。通過線性表述，A指數值的大小從0400不等，對應地球磁場活動從平靜到嚴重地球磁暴。K指數用準對數表表述，從09，對應地球磁場活動從平靜到嚴重地球磁暴。從本質上說，K指數就是A指數的壓縮版。通常來說，A指數在15以下或者K指數在3以下，有利于電波傳播。 太陽黑子指的是有紫外線輻射的太陽表面區(qū)域，它和地球電離層的F層電離程度有關系。每天的太陽黑子數目，如果按月統(tǒng)計的話，變化非常大。即使統(tǒng)計每月的太陽黑子平均值，其數值仍然變化很大。因此我們需要一個更大時間跨度，或者更平滑的太陽黑子平均值，用以測量太陽周期。這就是SSN，smoothed sunspot number。SSN的計算，通過把測量的時間點的前6個月和后6個月，共13個月太陽黑子數做平均。由于SSN是一段時間跨度的平滑平均值，因此官方的本月SSN值都會在6個月后發(fā)布。使用SSN數值統(tǒng)計的缺陷是可能會掩蓋那些短期內會加強傳播的異常太陽活動。 圖二，太陽黑子太陽黑子活動的周期大約為11年。每個周期內，黑子活動的加強期通常比衰減期要短，即加強期為4-5年，衰減期為6-7年。處于或接近太陽活動高峰期時，不斷增加的太陽黑子數，帶來更多的影響地球大氣層的紫外線輻射。更多的紫外線輻射使得F層電離程度加劇，進而導致F層可以折射更高頻率返回地球進行DX通聯(lián)，這些頻率包括15米，12米，10米以及6米。處于或接近太陽活動低谷期時，太陽黑子數量很少以至于高波段頻率直接穿越電離層。和太陽低谷期對應的是更穩(wěn)定的電離層和更少的電離層吸收，此時最適合低波段傳播，包括160米和80米。因此，概括來說，SSN值高的話，適合高波段傳播；而SSN值較低的話，則適合低波段傳播。 圖三，第24個周期太陽黑子預測圖四，太陽黑子值的歷史紀錄經常給傳播帶來干擾的是太陽耀斑和日冕物質拋射（CME）。影響傳播的太陽耀斑被稱作X射線耀斑，這是因為它們的波長在1-8埃的范圍內。X射線耀斑分為3個級別：C，最??；M，中等；X，最大。C級別的耀斑通常對傳播沒什么影響，而M和X級別的耀斑則對傳播有個持續(xù)的不利影響。 圖五，太陽耀斑一個1-8埃波長范圍的X級耀斑，其電磁輻射會導致地球日照面的傳播消失，原因是其增加了電離層的D層吸收。此外X級耀斑會釋放高能質子，這些高能質子在地球磁場的作用下被引致極地冰蓋上方。這就導致了兩極地區(qū)冰蓋吸收現(xiàn)象，實質是極地兩端上空的D層吸收加劇。 日冕物質拋射是太陽物質的大規(guī)模噴發(fā)，它會導致太陽風速度的迅速升高，此時太陽風像沖擊波一樣撞向地球。當這個沖擊波襲擊地球時，如果此時的太陽磁場極性是向南的話，太陽磁場耦合入地球磁場，從而導致地球磁場的劇烈動蕩。從而導致我們看到的A指數和K指數增加。 圖六，日冕物質拋射這種地球磁場的變化，除了會帶來極光活動，還會導致繞著地球磁力線做螺旋運動的電子脫離磁力線，進入地球磁尾。隨著電子的流失，最大可用頻率(MUF)降低。直到地球磁場恢復正常，電離活動補償流失的電子后，最大可用頻率才會恢復。多數情況下，增加的A指數和K指數，會帶來MUF的降低。A和K指數增加時，MUF偶爾會在低緯度地區(qū)增加（導致這一現(xiàn)象的實質比較復雜）。 太陽耀斑和日冕物質拋射是相關聯(lián)的，它們可能會一起出現(xiàn)，也可能會單獨出現(xiàn)，科學家還在研究他們之間的關系。但是可以確定的是，大型耀斑發(fā)出的以光速傳播的電磁輻射，會導致地球向陽面的無線電通訊在耀斑爆發(fā)后10分鐘內短期中斷。不幸的是在通訊中斷時，我們同時在用無線電進行視覺測量耀斑。由于耀斑的可見光和1