Dienstag, 3. Februar 2015

Funkperlen reloaded: Die Gyrofrequenz


Veröffentlicht am 5. August 2011



   Funkwellen lassen die Ionosphäre nicht “kalt”, wenn sie in sie eindringen. Sie lassen die freien Elektronen vibrieren. Ein Teil der Funkwellen wird dabei absorbiert, ein anderer zurück gestrahlt. Aber nicht nur die Funkwellen beeinflussen die Elektronen in der Ionosphäre, sondern auch das Magnetfeld der Erde. Es bestimmt, wie die Elektronen vibrieren sollen. Im Kurzwellenbereich lässt es die von der Funkwelle getroffenen Elektronen in einer elliptischen Bahn vibrieren. Je tiefer die Frequenz, desto grösser wird die Ellipse, und bei 1400 kHz wird die Bahn der angeregten Elektronen spiralförmig. Die Funkwellen werden dabei praktisch vollständig absorbiert. Darum nennt man diese Frequenz  die Gyro-Frequenz. Je näher wir also der Gyro-Frequenz kommen, desto grösser ist die Absorption während des Tages durch die D-Schicht. Das merken wir nicht nur beim Empfang von Radiostationen auf Mittelwelle, sondern auch beim Funkbetrieb im 160m Band. Bei 1.8 MHz mehr als bei 2MHz.
   Und weil das Magnetfeld der Erde an dieser Gyro-Frequenz, bzw. an den Bahnen der angeregten Elektronen “schuld” ist, wirken sich Magnetstürme auf die Wellenausbreitung aus.  Wegen der Nähe zur Gyro-Frequenz ist die Wellenausbreitung im 160m Band eine komplexe Geschichte und schwer prognostizierbar. Aber auch weit über der Gyrofrequenz spürt man noch den Einfluss des Erdmagnetfeldes, und sogar auf 136 kHz beeinflusst es noch die Ausbreitung.   Daher ist der Kp-Index bei der Wellenausbreitung von grosser Bedeutung. Er zeigt die Stärke der Störung des Magnetfeldes. Ist er hoch, ist die Funkausbreitung beeinträchtigt, bzw. verhalten sich die Wellen nicht so wie wir es gewohnt sind. Vor allem in der Nähe der Magnetpole. Diese Pole sind übrigens nicht mit der Rotationsachse, also den geografischen Polen der Erde, identisch. Der magnetische Nordpol befindet sich zurzeit im Norden Kanadas und wandert mit einer Geschwindigkeit von 90m pro Tag Richtung Sibirien. Auch hat man festgestellt, dass sich das Erdmagnetfeld laufend abschwächt – in den vergangenen hundert Jahren um etwa 6 %. Und es gibt bereits Löcher im Magnetfeld. Die Forscher vermuten deshalb, dass wir uns einem Polsprung nähern, bei der sich die Erde umpolt. Ein solcher Polsprung fand in der Vergangenheit etwa alle 250’000 Jahre statt, und der nächste ist schon lange überfällig. Die Umpolung erfolgt übrigens nicht sprunghaft, wie der Ausdruck Polsprung suggeriert, sondern dauert Jahrhunderte oder Jahrtausende. Während dieser Zeit herrschen chaotische magnetische Verhältnisse. Kompasse werden unbrauchbar, Zugvögel orientierungslos und das Leben auf der Erde ist dem Sonnenwind ohne Magnetschutzschild stark ausgesetzt, mit entsprechenden Auswirkungen auf die DNA. Da sind die zu erwartenden chaotischen Funkbedingungen noch das geringste Übel. Doch keine Sorge! Wir alle werden einen eventuellen Polsprung kaum mehr erleben. Es dauert höchstwahrscheinlich noch eine “Weile” :-)


Bild: Guglielmo Marconi