Radio und Aurora

Geschrieben vom Amateurfunker: Udo Langenohl (DK5YA)

1. Ausfall des Radioempfangs in bestimmten Wellenlängen:

Dies betrifft den Kurzwellenbereich. Als Folge starker eruptiver Ereignisse auf der Sonne (M-class und X-class-Flares, Protonenstürme) kommt es mitunter zu starker Dämpfung bis zum Totalausfall der für die Kurzwellenausbreitung wichtigen Schichten in der Ionosphäre. Betroffen hiervon ist in der Hauptsache die sogenannte F2-Schicht, die in der Lage ist, abhängig von der Ionisationsdichte elektromagnetische Wellen bis ca. 30 MHz zu reflektieren. (Um das Sonnenfleckenmaximum herum auch bis zu 50MHz). Die Schichten, E, D und F genannt, liegen zwischen 300 und 600 km Höhe.
Bekannt sind sie auch von den sogenannten "Tropenbändern", also den Bereichen der Kurzwelle, auf denen weit von Mitteleuropa entfernte Radiosender ihr exotisches Programm ausstrahlen und die dann hier in Deutschland, meist in den Nachtstunden, zu empfangen sind.
Ein Totausfall der ionisierten Schichten wird Mögel-Dellinger-Effekt genannt. Ein interessantes Phänomen: Was eben noch lautstark aus dem Lautsprecher quäkte und beispielsweise aus Australien kommt, ist plötzlich verschwunden, die komplette Kurzwellenausbreitung ist tot. Ausgeprägte Mögel-Dellinger-Effekte gehen in der Regel einer guten Aurora voraus und stehen im Zusammenhang mit starken Protonenereignissen, die übrigens über mehrer Tage hinweg die Ausbreitung entlang polorarer und subpolarer Linien ruinieren.

2. VHF:

VHF = Very High Frequency. Der VHF-Bereich beginnt bei 30 MHz und endet bei 300 MHz. Die Ausbreitung dieser Frequenzen hat eine von der Kurzwelle deutlich zu unterscheidende Charakteristik. VHF-Signale durchdringen in der Regel die Ionosphäre, sie breiten sich andersartig aus. Zunächst einmal entlang quasioptischer Bereiche, d.h., das Signal ist entlang der sichtbaren Horizontlinie und etwas darüber hinaus zu empfangen (deshalb kann man beispielsweise in München nicht NDR3 hören). Jedoch kommt es gelegentlich zu spontanen hohen Ionisationen in der E-Schicht, die in etwa 90km Höhe beginnt und bis 120 km Höhe reicht. So etwas nennt man SporadicE und diese Schichten sind in der Lage, Frequenzen bis ca. 220 MHz zu reflektieren. In solchen Fällen kann man im UKW-Radio Bereich (87-108MHz) plötzlich Rundfunksender aus bestimmten europäischen Regionen hören. Diese Erscheinungen treten fast ausschließlich in den Sommermonaten von Mitte Mai bis Mitte September auf. Die komplexe Struktur und Entstehungsweise ist seit Jahren Gegenstand der Forschung, allerdings tappt die Wissenschaft immer noch im Dunkeln. Wie diese Ionisation zustande kommt und warum sie regional sehr eng begrenzt ist, weiss man noch nicht.

3. Aurora und VHF:

Die "bunten Schleier" der Aurora sind das Ergebnis starker Ionisation in der oben kurz beschriebenen E-Schicht zwischen 90 und 120 km Höhe. Diese Ionisation ist so dicht, dass sie in der Lage ist, wie die beschriebene Erscheinung SporadicE hohe Frequenzen (50 bis 1000(!!) MHz) zu reflektieren. Aufgrund der Ausrichtung der ionisierten Wolke über der Erdachse aber nicht längs einer sich ausbreitenden Welle sondern, vergleichbar mit einem schräg über dem Erdboden stehenden Spiegel, in einem bestimmten Winkel. Dieses Phänomen machen sich Funkamateure (nicht zu verwechseln mit CB-Funk) zunutze und zwar derart, dass man vermittelst dieser Reflektionsschicht große Entfernungen im UKW-Bereich überbrückt. (Was ja sonst nicht möglich ist, da die Wellen die Ionosphäre ungehindert durchdringen).
Der Autor hat beispielsweise in der Nacht vom 15. auf den 16. Juli 2000 (G5 Sturm) zahlreiche Amateure aus Norditalien, Slowenien, Kroatien aber auch Estland, Lettland, Litauen, Schottland, Irland etc. auf 144 MHz erreicht. Dabei werden mit grossen Richtantennen die Reflektionspunkte an der ionisierten Schicht (=Aurora) angestrahlt, von dort wird das Signal in einem bestimmten Winkel zurückgeworfen und kann große Entfernungen überbrücken. D.h., man richtet die Antennen nicht direkt zueinander sondern an die Schicht. Die Funkamateure aus Irland beispielsweise habt der Autor mit einer Antennenrichtung 40 Grad erreicht, was eigentlich Nordwest-Russland wäre, während der Amateur in Irland seine Antennen bei ca. 80 Grad hatte. Reflektionspunkt war zu dieser Zeit in etwa die Aurora über Warschau.
In der besagten Nacht waren übrigens recht ausgeprägt zahllose russische Fernsehsender im Bereich 48-100 MHz in Deutschland zu sehen, der Ausbreitungsweg war dergleiche.

Zum Ausstrahlen von VHF braucht man eine Lizenz. Wer mehr darüber wissen will kann sich gerne auf der Site von Udo Langenohl umsehen, die sich ausschliesslich dem VHF und UHF/SHF Bereich und seinen Ausbreitungsphänomenen widmet.

Ergänzung:

Die Troposphäre ist übrigens auch in der Lage, ganz hervorragend VHF-Signale über weite Strecken deutlich über die quasioptische Stecke hinaus zu transportieren. Sowas heisst dann Duct, tritt gerne bei Inversionslagen auf und wenn ich das jetzt auch noch (ansatzweise) erkläre erschlagt ihr mich wegen der Bleiwüste hier....;-))).