ESPLOSIONI SOLARI E PROPAGAZIONE

 Recentemente Bruno Pecolatto ha mandato comunicazione al nostro CD di un articolo del Daily Mail : 

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-11116681/Cannibal-explosion-sun-hurling-Earth-trigger-radio-blackouts.html

L'articolo a mio avviso non e' male per essere un articolo generico , pero' il titolo di tipo un po' " scandalistico " 

L'esplosione "Cannibale" sul sole potrebbe interrompere i sistemi GPS GIOVEDI' quando miliardi di tonnellate di plasma e particelle vengono scagliati sulla Terra 

ha poi provocato alcune vivaci discussioni sul piano tecnico .

Alla fine mi e' stato chiesto di mettere un po' di ordine , cosa che non amo ,perche' ci sono temi che non possono essere banalizzati .

Alla fine ho accettato di fare una ricerca in rete per fornire dei link a documenti leggibili dai piu' e di effettuare un video "casareccio" spiegando tramite una animazione vera di oggi del NOAA ( sito ovviamente di riferimento peer quanto riguarda le emissioni del sole e relativi effetti ) per cercare di spiegare il piu' possibile  un solo argomento e cioe'  quali sono i parametri che influiscono sull' attenuazione dovuta allo strato D e che possono provocare in (rari) casi delle interruzioni dei collegamenti ionosferici in HF a noi tanto cari .

Il primo collegamento che propongo e' chiaro e descrittivo , anche se ovviamente non esaustivo , diciamo un primo buon passo per capire alcune come di come funziona la ionosfera con i segnali radio: https://owlcation.com/stem/The-Ionosphere

Il secondo e' piu' completo ed approfondito , ma sempre chiaro e soprattutto ad ogni capitolo offre degli esempi pratici di cosa "questo e quello" possono comportare sulla propagazione HF :

https://www.qrparci.org/resource/FDIM81.pdf

La pagina di compendio del NOAA , aggiornata in tempo reale che consiglio di tenere sempre aperta se si vogliono tenere d'occhio certi fenomeni e' la seguente : 

https://www.swpc.noaa.gov/communities/radio-communications

Qui trovate gli archivi dei dati ( una immagine ogni minuto ) , sono pero' aggiornati con circa tre giorni di ritardo ( non so se per burocrazia o questioni di sicurezza ) : 

https://www.ngdc.noaa.gov/stp/drap/index.html

Sempre dalla stessa pagina , come esempio , uno dei rari eventi di categoria X ( centrato sull' Europa ): 

https://www.ngdc.noaa.gov/stp/drap/images/2000_Jul_14_X5.7/2000_Jul_14_X5.7.html

IMPATTO NELLE COMUNICAZIONI HF NOAA :

https://www.swpc.noaa.gov/impacts/hf-radio-communications

ANIMAZIONE  GRAFICI VENTO SOLARE ( PREVISIONI ):

https://www.swpc.noaa.gov/products/wsa-enlil-solar-wind-prediction

GRAFICI IN TEMPO REALE DEL VENTO SOLARE : 

https://www.swpc.noaa.gov/news/model-results-current-space-weather-activity

FLUSSO RAGGI X SATELLITI GOES NOAA ( GRAFICI FINO A 7gg) : 

https://www.swpc.noaa.gov/products/goes-x-ray-flux

PREVISIONI MACCHIE SOLARI E FLUSSO A 10.7cm WL :

https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression

Ed infine il video con un accenno di spiegazione degli strati ionosferici di MUF e LUF , ma in particolare la descrizione "time laps" dell' attenuazione dello strato D proiettata sulla carta del globo terrestre durante lo scorrere del tempo .

Perdonerete se ci sono " svarioni " . Ho sempre solo tempo per un " ciack " .

Il mio compitino ho cercato di svolgerlo , sperando che possa essere di aiuto per qualcuno .

Il Sole oscura i collegamenti in HF e GPS - 1a puntata

Come e' possibile ? 
Andiamo per gradi .
Il Sole da energia e quindi vita alla Terra , ma questo flusso di energia non e' costante e non e' il solo prodotto che il Sole manda verso la terra .
Oltre alle onde elettromagnetiche che vanno dai Raggi X , alla luce , fino alle frequenza piu' basse , diciamo fino alla parte alta delle HF , il sole emette anche materia , il cosiddetto " vento solare" che come ogni vento non soffia con costanza sia in ampiezza che in direzione .
Il tutto viene generato dalle esplosioni che avvengono nelle macchie solari che sono un po' semplicisticamente come le bolle di una pentola d'acqua .
Durante il mese di Settembre si e' avuta una ripresa del numero e quindi delle attivita' delle macchie solari .
Il tutto si puo' ben notare ad esempio dal grafico edito dal NOAA americano per gli ultimi 108 e 14 giorni:

In grigio il numero delle macchie , in nero il picco dell' emissioni di Raggi X rilevato dai satelliti GOES 

Le previsioni dell'ampiezza ( densita' di particelle ) del vento solare e della sua velocita' sono sempre predette dal NOAA con questi grafici e rappresentazioni che ben rendono l'idea .
Il prodotto densita' x velocita' determina gli effetti delle plasma di particelle del vento solare.

Quindi il Sole emette sia Onde Elettromagnetiche che particelle di materia .

Quando avvengono le esplosioni solari , dovute alle macchie solari , ci sono aumenti repentini sia della emissione di Onde Elettromagnetiche , sia delle particelle che vengono espulse dalla superficie del sole .

Quali di queste e come influenzano la propagazione e la ricezione delle onde elettromagnetiche che tanto sono care al nostro hobby ? 

In particolare : 

- I Raggi X che aumentano la ionizzazione degli strati della ionosfera , che sono responsabili della propagazione , diciamo dalla VLF fino circa alle HF . ( viaggiano alla velocita' della luce )
- Le emissioni dirette di onde elettromagnetiche da parte del sole che si presentano sotto forma di disturbi , a partire da circa 20 MHz fino a circa 20 GHz ( viaggiano alla velocita' della luce )
- Le emissioni di particelle ionizzate sotto forma di plasma ( vento solare ) che arrivano sulla terra con velocita' minori e tempi dell' ordine di alcune ore o circa un giorno . Queste ultime impattano con la magnetosfera che ci protegge dalle stesse , facendole precipitare prevalentemente ai poli dove formano le aurore e generano nel precipitare disturbi a varie frequenze .La Magnetosfera e la Ionosfera si deformano e vibrano quando sono colpite da queste particelle , generando altri segnali a frequenze molto basse  ( ULF, ELF ) ed anche del campo magnetico statico terrestre ( quello che influenza la bussola , tanto per interderci ...) .

Tratto da : http://www.treccani.it/enciclopedia/magnetosfera/

Questa pubblicazione trae spunto dal messaggio email seguente : 

Inviato:
mercoledì 6 settembre 2017 18:09

A: reclaudio@alma.it

Oggetto:
SID alle 11:55 UTC

Ciao Claudio,

sono Pietro Cornacchia IU1DEI. 

Visto che so che hai delle stazioni che monitorano l'attività solare, volevo
segnalarti che oggi alle 11:55 UTC c'è stato un improvviso blackout radio - ero
tra l'altro in bel QSO con W1MK in 20 m, mi ha passato 559, io gli ho passato
579 ma al termine del mio passaggio silenzio totale su tutte le bande,
segnalato anche sul cluster, è la prima volta che mi capita. Anche su Twente
websdr blackout.

Ho spento la radio che ho riacceso oggi pomeriggio e ho verificato che ora è
tutto regolare. 

Ciao, Pietro



In effetti , proprio in quel momento , veniva registrata una delle piu' potenti 

esplosioni solari di quest'anno e cioe' una di intensita' di tipo X .

Senza entrare in dettaglio , vengono catalogate in maniera logaritmica ( come i dB),

in tre classi : C,M ed X ( vedere i grafici di cui sopra ed il seguente espanso

proprio sul fenomeno citato )

Gia' intorno alle 9.10 sia ha una esplosione di tipo X  a livelli 1 , ma alle 11.53 sia una esplosione di tipo X a livello 9 , diciamo quasi 500 volte maggiore della precedente .
Di seguito l'annuncio ufficiale del NOAA che annuncia ( al fondo ) la possibilita' di una interruzione delle comunicazioni in HF dell'ordine anche di un'ora , fenomeno rilevato da Pietro .

Da: SWPC Product Subscription Service [mailto:SWPC.Products@noaa.gov]
Inviato: mercoledì 6 settembre 2017 14:56
A: reclaudio@alma.it
Oggetto: SUMMARY: X-Ray Event exceeded X1 (R3)

Space Weather Message Code: SUMX01

Serial Number: 115

Issue Time: 2017 Sep 06 1245 UTC

SUMMARY: X-ray Event exceeded X1

Begin Time: 2017 Sep 06 1153 UTC

Maximum Time: 2017 Sep 06 1202 UTC

End Time: 2017 Sep 06 1210 UTC

X-ray Class: X9.3

NOAA Scale: R3 - Strong

Comment: Source was Region 2673

NOAA Space Weather Scale descriptions can be found at

www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation

Potential Impacts: Area of impact consists of large portions of the sunlit side of Earth,

strongest at the sub-solar point.

Radio - Wide area blackout of HF (high frequency) radio communication for about an hour.

Come cio' e' stato possibile ?Chi si occupa di propagazione ben sa che si giorno , con l'illuminazione del sole ,nella banda della Onde Medie ad esempio la propagazione ionosferica e' impedita dal forteassorbimento dello strato ionizzato D .
Lo strato diventa trasparente ( poca attenuazione ) a frequenze piu' alte 3-10 MHz ad esempio .

L'impatto dei Raggi X nella ionosfera , aumenta la ionizzazione dello strato D che anche a frequenze 
piu' alte diventa molto assorbente , determinando il black out .

Nei giorni seguenti ci sono state altre esplosioni solari che potrebbero spiegare altri fenomeni di oscuramento in HF riportati da altri .

Nella prossima puntata continueremo a parlare degli effetti solari che possono essere rivelati con metodi amatoriali come ad esempio dalle reti SID Monitor od VLF Open Laboratories - Opera che sono state rese possibili dalla collaborazione di numerosi  appassionati sovente citati nelle pubblicazioni di questo blog : 

http://www.sidmonitor.net/gallery/station.html 

http://www.vlf.it/

Espolsione Solare di tipo CO e relativo SID in VLF

L'arrivo dei raggi X ha provocato una ionizzazione che ha aumentato la propagazione positiva di tutti e quattro segnali VLF in trasmissione in quel momento .

Rilevazione dall' Osservatorio SID Monitor di Torino : 

http://www.sidmonitor.net/gallery/station.html

SID ( Sudden Ionospheric Disturbance ) captato oggi

A fronte di un'esplosione solare C2 , visualizzato dall' Osservatorio di Torino e pubblicato in tempo reale su :

http://www.sidmonitor.net/gallery/station.html

Esplosione solare mattiniera con forte "radio burst"

Osservando  a posteriori i dati dello osservatorio di Forno gestito assieme a Fabrizio Francione ,il 23 Luglio mi sono stupito dell' immagine di un forte " burst radio " ( uno tra i migliori mai ricevuti ) ad orario in cui il sole a Forno potrebbe addirittura essere ancora nascosto dalle montagne .

Con il giusto scetticismo di un abbaglio  ma con l'idea di verificare poi i dati ufficiali , ho lasciato un po' l'immagine in sospeso  :

Le 5.28 UTC corrispondono alla 7.28 locali .

Oggi ho verificato con i dati ufficiali .

Il dato della emissione a 245 MHz coincide , come da email seguente ,con un picco estremamente intenso : 

Da: SWPC Product Subscription Service [mailto:SWPC.Products@noaa.gov] 

Inviato: domenica 24 luglio 2016 02:15
A: reclaudio@alma.it
Oggetto: SUMMARY: 245 MHz Radio Emission

Radio Events Observed 23 Jul 2016

A.  245 MHz Bursts

Start  End   Peak Flux  Time of Peak  Duration

0046   0046    170          0046        0000  

0156   0156    140          0156        0000  

0506   0511    660          0510        0005  

0527   0530    1400         0528        0003

Anche la registrazione del flusso di raggi X fa riscontrare un evento quasi di classe " X Flare" .

L'osservazione e' stata confermata dall'Osservatorio di Magenta gestito da Vainer Orlando che ha verificato come da immagine seguente il proprio database :

Il tutto e' confermato anche dall'Osservatorio e-Callisto di Trieste su frequenze maggiori :

Video amatoriale del sole dal quale provengono i flares

Visibili nel filmato effettuato con l'attrezzatura di Fabrizio Francione presso il mio QTH di Torino :

Canyon solari
Macchie solari
Brillamenti
Protuberanze solari
Espulsioni di masse coronali 

https://www.youtube.com/watch?v=2xO6gO7W6hs&feature=youtu.be

Maggio 2016 - Esplosioni solari con Burst RF a ...manetta ....

Ecco quelle del 21, 22, 23 e 24 Maggio , non tutte , solo le piu' potenti ....

Da Forno e Pasturana .

Nuove stazioni riceventi di esplosioni solari e recenti eventi : Burst di tipo IV

Andrea Dell'Immagine , dopo la mirabolante ricezione delle Pulsar si e' incuriosito alla ricezione delle esplosioni solari e dei segnali da Giove ed ha cominciato con una prima semplice configurazione che gli ha consentito di visualizzare l'ampiezza di alcune esplosioni di cui allego anche gli spettrogrammi ricevuti della stazioni di Forno e di Pasturana .

Il testo di Andrea :

"Ti invio un' osservazione fatta ieri di solar flares a 24.8MHz. La registrazione ha durata 1 ora alla culminazione del sole.

L'antenna è un dipolo raccorciato di 3mt di lunghezza accordato in banda 12mt e posto a 3mt dal suolo.

Come ricevitore uso una flex-1500 impostata SSB 20KHz di banda. La registrazione dei dati avviene leggendo il valore dell S-meter tramite l'interfaccia CAT ed eseguendo la media delle letture.l dato è aggiornato ogni 2 sec.

La temperatura di antenna è approssimativa e calcolata solo sulla base delle lettura dell'S-meter. "

Esplosioni solari a go - go ....

Il sole , dopo un periodo di calma ha iniziato a ribollire .

A Maggio il 2, ,4, 5 ed oggi 16  abbiamo ricevuto diversi eventi dagli Osservatori di Pasturana e di Forno , al fondo due eventi ricevuti da Vainer Orlando dall'Osservatorio di Magenta il 16 Maggio espansi poi nel tempo  .

Di seguito gli spettrogrammi piu' significativi :

Come funziona il Sole : semplice e didattica spiegazione

http://blogparsec.blogspot.it/2016/01/il-sole-23-la-zona-estesa.html

Esplosioni solari - Segnali radio di "Tipo I e Tipo III " tra 45 e 85 MHz registrati dell' Osservatorio di Pasturana (AL)

In questi giorni il sole , dopo un periodo molto tranquillo , ha ricominciato a emettere nello spettro radio .
Abbiamo i primi riscontri dal nuovo Osservatorio di Pasturana (AL) , dove si e' svolto l'EXPO AIR 2015, messo in opera assieme a Fabrizio Francione , la ditta Videotelecom Project ( Mario Frandino ) e il ricevitore e-Callisto messo gentilmente a disposizione dall' Osservatorio INAF di Cagliari e Christian Moenstein.

A questo link tutti i dettagli e documenti per chi volesse approfondire il fenomeno :

http://air-radiorama.blogspot.it/2015/12/radioastronomia-hf-ed-amatoriale.html

Qui uno dei tanti "burst" di " Tipo III "

La parte oltre gli 85 MHz e' mascherata dai segnali FM ( c'e' un filtro software che cancella i segnali continui ) .
Idem forse anche attorno ai 50 MHz .
Il ricevitore non riceve al si sotto dei 45 MHz .
Speriamo che a Forno siano stati registrati sul PC gli eventi al di sotto dei 30 MHz in quanto al momento isolato dal ko delle celle telefoniche che inviano le immagini .

Non vi e' nessuna ragione per cui gli stessi spettrogrammi non possano essere registrati ( anche con piu' dettaglio ) da ricevitori SDR .
Qui la larghezza di banda e' unica ( circa 300 kHz ) che e' ovviamente il maggiore dettaglio percepibile .

Come si puo' vedere , non servono comunque antenne gigantesche o particolari .
Usiamo un dipolo composto da due stili telescopici di 1 m ed un riflettore di griglia al di sotto per mitigare disturbi provenienti dal basso .
C'e' un balun attivo autoalimentato , ma solo perche' lo avevo pronto cosi' e perche' cosi' parte da frequenze bassissime ( 100 KHz ) e puo' essere usato anche nel caso anche su queste .
Per la gamma 45-85 MHz anche un dipolo ( magari meglio ripiegato ) con balun passivo sarebbe andato benissimo .
Abbiamo tolto lo schermo al PC perche' disturbava ....
Con un'antenna esterna ci colleghiamo alla rete WIFI dell' agriturismo Cascina Orto e siamo in rete .

L'immagine che indica la possibile distribuzione e durata dei vari tipi di " Radio Burst " da 10 MHz a 30 GHz