DK0WCY - RADIOFARO AURORA

Stazione club del comitato Deutscher Amateur Radio Club HF, DARC district Schleswig-Holstein DL0CS - Radioclub Suederbrarup, DOK M15. 
Gruppo di operatori: DD7HA, DK4LI, DK4VW, DL2FJ.   Locator: JO44VQ.     
Le trasmissioni avvengono sulle bande di 80 m e 30 m.
80m: 3579 kHz (frequenza principale), 3567 kHz (prima alternativa) o 3557,5 kHz (seconda alternativa).  La frequenza e' scelta in base alla condizione di QRM dovuto alle stazioni commerciali.
Ai radioamatori si richiede di non usare queste frequenze durante l'orario delle operazioni - non usare specialmente  sistemi di BBS automatici fuori dal campo digi modo ( f < 3580 kHz) da quando il beacon ha avuto lo status dalle German Licence Authority, per esempio, come i ripetitori FM in VHF/UHF.
80m: ora di trasmissione 7-8 UTC e 15-18 UTC (estate -1)
30m: 10144 kHz  .  Ora di trasmissione  24 ORE
Il "normale" ciclo ripetitivo di trasmissione e':
DK0WCY BEACON _____________ (seguito da una portante).
In caso di allarme di radio aurora:
DK0WCY BEACON ................ AURORA (punti).
Se viene osservata una radio aurora molto forte:
DK0WCY BEACON ................ STRONG AURORA (punti).
Ogni 5 minuti completi sono trasmessi : il risultato delle misurazioni locali del campo geomagnetico per mezzo di un magnetometro, la previsione dell'attesa attivita' solare SUNACT  e lo stato del campo geomagnetico MAGFIELD, il numero delle macchie solari osservate R (conosciute anche come SSN), a Penticton/Canada su 2800 MHz viene misurato il flusso solare - FLUX e l'indice A del campo magnetico  BOULDER A viene misurato a Boulder/USA.
Un esempio di trasmissione e' la seguente:
INFO 04 DEC 15 UTC   KIEL K  3  3  - FORECASTS 04 DEC SUNACT QUIET MAGFIELD  QUIET -
03 DEC R  11   11    FLUX  73  73   BOULDER A  7    7    -    03 DEC KIEL  A  10    10   AR
Spiegazione:
DATE, TIME     data attuale, misurazione del "K" nel periodo delle ultime 3 ore.

KIEL K             indice delle ultime 3 ore del campo magnetico misurato al beacon. Le piu'
                      indicative condizioni correnti aggiornate ogni 3 ore.
R                      numero relativo delle macchie solari (SSN)
FLUX              flusso solare a 10 cm di lunghezza d'onda, misurato a Penticton/Canada
BOULDER A       media sulle 24 ore degli indici dell'attivita' geomagnetica basata sugli indici K, 
                      misurati a  Boulder/USA.
KIEL A                media sulle 24 ore degli indici dell'attivita' geomagnetica basata sugli indici K, 
                      misurati al radiofaro.
SUNACT          previsione dell'attivita' solare- sono trasmesse solo le seguenti 7 espressioni:
                      QUIET                                        meno del 50 % di probabilita' di C-class flares
                      ERUPTIVE                                  C-class flares attesi, probabilita' > 50 %
                      ACTIVE                                      M-class flares attesi
                      MAJOR FLARES EXPECTED          X-class flares attesi
                      PROTON FLARES EXPECTED        probabilita' > 50 %
                      WARNING CONDITION                atteso livello di attivita' in aumento.
                      NIL                                           fine del periodo di allarme
MAGFIELD       previsione dello stato del campo geomagnetico- sono trasmesse solo le seguenti 8 espressioni:
                      QUIET
                      ACTIVE CONDS EXPECTED             valore di  K >= 4, A >= 20 atteso
                      MINOR STORM EXPECTED             valore di K >= 5, A >= 30  atteso
                      MAJOR STORM EXPECTED            valore di K >= 6, A >= 50  atteso
                      SEVERE MAGSTORM EXPECTED     valore di K >= 7, A >= 100 atteso
                      MAGSTORM IN PROGRESS            valore di K >= 4, A >= 30 atteso
                      WARNING CONDITION                  atteso livello di attivita' in aumento.

                      NIL                                             fine del periodo di allarme

>= significa: maggiore o uguale   /  NA  = non disponibile
30m-stazione:     30 watt su antenna orizzontale triangolare
80m-stazione:     30 watt su antenna dipolo
Informazioni  aggiuntive:
Il radiofaro trasmette in modo CW nei suoi normali cicli ripetitivi DK0WCY BEACON, seguito da una portante fissa di alcuni secondi. Alcuni radioamatori nel Nord Germania possono commutare in modo remoto da DK0WCY BEACON ............ AURORA  a  DK0WCY BEACON ...........STRONG AURORA.
Invece di una portante fissa viene trasmessa una lunga serie di punti.
Perfino chi non ha una buona conoscenza nell'ascoltare il CW  puo' distinguere quando esiste o no un allarme di radio aurora.
Misurazioni Locali del Campo Geomagnetico
Nei locali del radiofaro sono misurate due componenti del campo geomagnetico per mezzo di un magnetometro fluxgate.  In un periodo di  3 ore vengono registrati i valori di deviazione minima e massima dalla situazione di quiete normale. Queste deviazioni - espresse in nanoTesla - sono convertite con una tabella di conversione a KIEL K.
Alla fine di ogni giorno vengono cosi' trovate otto figure di KIEL K che si usano per calcolare l'indice KIEL A delle 24 ore, sempre con una tabella di conversione.
BOULDER A e' ricavato nello stesso modo.
Sorgente di  R,  FLUX,  BOULDER A e previsioni  SUNACT,  MAGFIELD
Queste informazioni sono prese automaticamente dal computer dell'Universita' di Marburg  via Internet da Space Environment Center in Boulder. Una volta al giorno (ore mattutine) queste informazioni sono inviate, pure automaticamente, via linea telefonica a DK0WCY.  Se adatte, alcune informazioni possono essere aggiunte manualmente a Marburg oppure al radiofaro.
Alcune spiegazioni - Relazioni tra i dati trasmessi e la propagazione estratti da un articolo di G3VA in Radio Communication 9/95, Technical Topics)
Il solar flare e' il fenomeno che provoca il maggior disturbo immediato nella ionosfera, rappresentando un esplosivo rilascio di energia e particelle all'interno di una relativamente piccola regione nell'atmosfera solare. 
Le comunicazioni radio possono essere immediatamente influenzate dopo il flare oppure questo puo' non succedere fino ad uno o due giorni dopo l'inizio del flare. Per convenzione, il solar flare e' suddiviso in tre classi: 
C, M e X dipendono dall'ammontare del flusso di energia dei raggi- X associati tra loro.
Il flare di classe C  e' il meno potente e non influenza immediatamente la ionosfera sebbene le particelle possano disturbare la ionosfera molte ore dopo. Il flare di classe M o di classe X (il piu' potente) e' sufficiente a disturbare la ionosfera immediatamente dopo il flare ma anche a produrre effetti ritardati di radiazione solare. 

I) Le radiazioni elettromagnetiche di un attivo flare, i raggi ultravioletti, i raggi-X, la luce visibile ed i disturbi radio - raggiungono la Terra con lo stesso ritardo di 8,3 minuti cosi' che i disturbi  alla ionosfera  da un flare X possono iniziare nel medesimo tempo in cui il flare e' osservato visivamente.
Questo rende possibili disturbi ionosferici alle HF e disturbi di crepitio in VHF e UHF.
Un altro (vicino) effetto istantaneo di un major solar flare e' il sudden ionospheric disturbance (SID) - pure conosciuto come short wave fade (SWF) che ha come risultato  un grande incremento nell'assorbimento dei raggi-D. Un SID puo' bloccare potenzialmente  tutti i segnali delle onde spaziali in una grande parte dello spettro HF e produrre un severo black out dei segnali HF (in particolare sulle frequenze basse).
Il SID e SWF sono causati da intense fuoriuscite di raggi-X, questo succede solamente nella parte illuminata del globo. 
Nel corso di un intenso SID, un operatore  puo' esplorare molti MegaHertz senza udire un segnale!
II) Le particelle irradiate, costituite prevalentemente di protoni, formano la ionosfera, e quindi i segnali HF che si indeboliscono o scompaiono interamente su alcuni percorsi avendo come risultato degli effetti multipli ritardati, incluso il polar cap absorption (PCA), tempeste magnetiche, aurore visibili e tempeste ionosferiche.  

Il PCA provoca un incremento ed il miglioramento nella ionizzazione dello strato D.
Le tempeste magnetiche causano una fluttuazione nel campo geomagnetico della Terra il quale a sua volta e' causa delle tempeste ionosferiche che riducono la propagazione ionosferica. Le tempeste magnetiche possono produrre delle aurore che possono o non possono essere visibili al lontano sud : Inghilterra, Nord Germania, Nord Polonia...ma provocando cambiamenti nella conduttivita' dell'aria (alle altezze attorno ai 100 km) hanno come risultato la riflessione dei segnali radio nella banda UHF. 
III) La corrente energetica delle particelle caricate, principalmente elettroni e protoni, e' trasportata verso la Terra dal vento solare, con l'incremento della velocita' e della composizione del vento solare. Questo richiede uno o due giorni per raggiungere la ionosfera della Terra dove esse possono causare effetti similari al veloce movimento delle particelle ad alta energia menzionate sopra.  Al declino del ciclo solare, e durante la sua fase di minimo, i buchi della corona solare sono in prevalenza responsabili del rilascio delle particelle caricate.  Cio' puo' richiedere parecchi giorni (e notti)  per il ritorno alla normalita' dei raggi ionosferici.  Le tempeste ionosferiche causano il lowest usable frequency (LUF) all'inizio ed il maximum usable frequency (MUF) alla fine, restringendo l'estensione delle frequenze sulle quali puo' essere stabilita la comunicazione.  Una banda che puo' essere completamente aperta nei giorni non disturbati  puo' diventare priva di segnali spaziali durante i giorni disturbati, o ricevuta molto debolmente.
Cosi', da un giorno all'altro, la MUF puo' variare all'incirca del 15% indifferentemente dalla media del livello delle macchie solari.    Un mezzo primario per definire i giorni disturbati e'  A-index:
Livello                                          A-index               Potenziale per impatto
QUIET                                         0 - 19                    Basso
ACTIVE CONDS EXPECTED             > oppure = 20        Moderato
MINOR STORM EXPECTED             > oppure = 30        Moderato
MAJOR STORM EXPECTED             > oppure = 50        Alto
SEVERE STORM EXPECTED            > 100                    Molto alto
Conversione da  K-index (3 ore) a  A-index (24 ore):
K-index    0     1     2     3     4      5      6      7       8       9
A-index    0     3     7    15    27    48    80    140   240   400
Da notare che il ricevuto K-index di oggi potra' risultare solamente come indicato nella figura sopra A-index del corrente giorno, se tutte le figure K-index sono uguali.   
Un pratico esempio:
Se le figure K  sono
3       3       1      2     1      1      2      4     ed aggiungendo l'equivalente A-numbers
15  + 15  +  3  +  7  +  3  +  3  +  7  +  27 = 80   si ha la somma = 80.
Il risultato (80) e' quindi diviso per 8 = 10.
Quindi la A-figure per questo giorno con il misurato K-figures e'    A = 10.
Determinare la Propagazione da DK0WCY o WWV.
La propagazione dipende da una precisa relazione tra  solar flux,  A-index,  K-index, come mostrato.
La probabilita' e' graduata come segue:
(da C. Drentea, Skywave Communications, ham-radio 3/1980)
1. Se il flusso solare e' minore o uguale a 150, la probabilita' di salto e' da scarsa a buona.
2. Se il flusso solare e' maggiore di 150, la probabilita' di salto e' da buona a eccellente.
Se il solar flux index e' come nelle note 1 e 2 ed A e K-index sono come sotto, la probabilita' di propagazione e':
se A-index e'     e K-index e'      L'attivita' Geomagnetica e'     La probabilita' di Propagazione e'
< oppure = 7       < oppure = 2       quiet                                   eccellente
>   7 ma <15       < oppure = 3       unsettled                             buona
> 15 ma < 30      < oppure = 4       active                                 sufficiente
> 30 ma < 50      = 4 oppure = 5    stormy (minor)                    scarsa
> oppure = 50     > 6                     stormy (major)                    molto scarsa
> oppure = 100   > 7                     stormy (severe)                   black out
In che modo i Trasmessi Numeri sono in Relazione con le Condizioni di Banda ?  In termini molto generali, qui e' stato messo un sommario sulle condizioni delle alte e basse bande assumendo stabile flusso solare, e valori di  A- e K-index:
20,17,15,12 e 10 metri:
In queste bande, il flusso solare alto ed il basso A e K index promuovono le migliori condizioni per le lunghe distanze, con percorsi ad alta latitudine.  Queste bande possono essere aperte attorno all'ora su questa via sotto simili condizioni.  Con basso flusso solare e sempre con basso A e K-index,  danno una cattiva propagazione e/o brevi aperture su percorsi ad alta latitudine.  La 10 metri e' la piu' sensibile di queste bande alle variazioni delle condizioni.
160, 80, 40 e 30 metri:
Queste sono bande relativamente insensibili al flusso solare, ma confidano severamente sul basso, con uno stabile A e K-index per buona propagazione su qualsiasi percorso. Quando A e K-index sono molto bassi, percorsi polari ed aperture crepuscolari in queste bande possono permettere spettacolari DX e forti segnali. 
Quando A e K-index sono alti o cambiano rapidamente, tuttavia, aumenta l'assorbimento dei raggi  D, degradando severamente la propagazione a lunga distanza. Di queste bande la 160 metri e' la piu' suscettibile a degradarsi col variare delle condizioni. Tenere in mente che il corrente solar flux, A-index e K-index danno una limitata immagine delle condizioni di propagazione.  Per realizzare una tendenza che spesso necessita di giorni per svilupparla, e' buona norma ascoltare su basi regolari i numeri di DK0WCY/WWV.
Vari programmi che predicono le comunicazioni per onda spaziale sono disponibili sia per Radioamatori che per professionisti.  Mentre la maggior parte dei programmi considera solamente il flusso solare per determinare la propagazione, pochi usano A-index e molti altri parametri per determinare le opportune condizioni.   
Alcuni nomi sono: IONSOUND, IONCAP, MINIMUF, MINIFTZ4, PP, ecc.
Informazioni aggiuntive (in tedesco), una serie di documenti (Word per Windows 6) puo' essere trovata su :
http://members.aol.com/DARCM15/Bake.htm