అయనోస్ఫియర్లోని వైవిధ్యాలు రేడియో తరంగాల ప్రసరణను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయి?
అయనోస్ఫియర్ నిర్మాణం మరియు వైవిధ్యాలు
అయనోస్ఫియర్లో D,
E, మరియు F అనే ప్రధాన పొరలు ఉంటాయి, ఇవి సూర్య కిరణాల తీవ్రత, సమయం, ఋతువు, మరియు సౌర కార్యకలాపాల ఆధారంగా మారుతూ
ఉంటాయి. ఈ పొరలలో స్వేచ్ఛ ఎలక్ట్రాన్ల సాంద్రత (electron density) రేడియో తరంగాలను పరావర్తనం (reflect) లేదా
వక్రీభవనం (refract) చేయడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది.
1. **D-పొర**:
ఇది 50-90 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఉంటుంది. ఈ పొర
పగటిపూట మాత్రమే బలంగా అయనీకరణం చెందుతుంది మరియు సూర్యాస్తమయం తర్వాత త్వరగా
క్షీణిస్తుంది.
2. **E-పొర**:
90-120 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఉంటుంది, పగటిపూట
ఎక్కువ అయనీకరణం చెందుతుంది మరియు రాత్రి సమయంలో క్షీణిస్తుంది.
3. **F-పొర**:
120-600 కిలోమీటర్ల ఎత్తులో ఉంటుంది, ఇది F1
(పగలు మాత్రమే) మరియు F2 (పగలు మరియు రాత్రి
ఉంటుంది) అనే రెండు ఉప-పొరలుగా విభజించబడుతుంది. F2 పొర
అత్యధిక ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది.
అయనోస్ఫియర్లోని
ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత సమయం, ఋతువు, సౌర
కార్యకలాపాలు (సోలార్ ఫ్లేర్స్, సన్స్పాట్లు), మరియు
భౌగోళిక స్థానం ఆధారంగా మారుతూ ఉంటుంది. ఈ వైవిధ్యాలు రేడియో తరంగాల చలనాన్ని ఎలా
ప్రభావితం చేస్తాయో చూద్దాం.
అయనోస్ఫియర్ వైవిధ్యాలు మరియు రేడియో తరంగాల ప్రసరణ
రేడియో తరంగాలు
భూమి ఉపరితలం నుండి అయనోస్ఫియర్కు చేరినప్పుడు, అవి ఈ
పొరలలోని స్వేచ్ఛ ఎలక్ట్రాన్లతో సంకర్షణ చెందుతాయి. ఈ సంకర్షణ రేడియో తరంగాలను
పరావర్తనం చేయడం, వక్రీభవనం చేయడం, లేదా
శోషించడం (absorption) జరుగుతుంది. అయనోస్ఫియర్లోని వైవిధ్యాలు
ఈ ప్రక్రియలను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో క్రింద వివరంగా చూద్దాం:
1. **పగలు
మరియు రాత్రి వైవిధ్యాలు (Day-Night Variations)**
- **పగలు**: సూర్యుడు ఆకాశంలో ఉన్నప్పుడు, అతినీలలోహిత
కిరణాలు అయనోస్ఫియర్ను అయనీకరణం చేస్తాయి, దీనివల్ల
D, E, F1, మరియు F2
పొరలు బలంగా ఉంటాయి. ఈ పొరలు ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతను కలిగి ఉండి, హై ఫ్రీక్వెన్సీ (HF, 3-30 MHz) రేడియో
తరంగాలను పరావర్తనం చేస్తాయి. ఉదాహరణకు, F2 పొర 10-20
MHz తరంగాలను పగలు సమయంలో పరావర్తనం చేస్తుంది, దీనివల్ల
దూర సంభాషణ (long-distance communication) సాధ్యమవుతుంది.
- **రాత్రి**: సూర్యాస్తమయం తర్వాత, UV కిరణాలు
లేకపోవడంతో D, E, మరియు F1
పొరలు క్షీణిస్తాయి, అవి HF తరంగాలను
పరావర్తనం చేయలేవు. F2 పొర మాత్రమే రాత్రి సమయంలో ఉంటుంది,
కానీ ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత తగ్గుతుంది. దీనివల్ల రాత్రి సమయంలో 3-8
MHz తరంగాలు మాత్రమే పరావర్తనం చెందుతాయి, మరియు
"స్కిప్ డిస్టెన్స్" (skip distance) పెరుగుతుంది,
అంటే తరంగాలు ఎక్కువ దూరం ప్రయాణిస్తాయి.
2. **ఋతువారీ
వైవిధ్యాలు (Seasonal Variations)**
- ఋతువులు మారినప్పుడు, సూర్యుడు ఒక హేమిస్ఫియర్ నుండి మరొక
హేమిస్ఫియర్కు స్థానం మారుతాడు, దీనివల్ల అయనీకరణ స్థాయి మారుతుంది.
వేసవిలో, రోజులు పొడవుగా ఉన్నప్పుడు, అయనోస్ఫియర్లో అయనీకరణ ఎక్కువగా ఉంటుంది, D మరియు
E పొరలు ఎక్కువ తరంగాలను శోషించుకుంటాయి, దీనివల్ల
ప్రసరణ దూరం తగ్గుతుంది. శీతాకాలంలో, రోజులు చిన్నవి
కావడంతో అయనీకరణ తక్కువగా ఉంటుంది, F2 పొర
బలహీనపడుతుంది, కానీ తక్కువ శోషణ వల్ల తరంగాలు ఎక్కువ
దూరం ప్రయాణిస్తాయి.
3. **సౌర
కార్యకలాపాలు (Solar Activity Variations)**
- **సన్స్పాట్ సైకిల్ (Sunspot Cycle)**: సూర్యునిలో
సన్స్పాట్లు 11 సంవత్సరాల చక్రంలో మారుతూ ఉంటాయి. సన్స్పాట్
గరిష్ఠ సమయంలో (solar maximum), అయనోస్ఫియర్లో అయనీకరణ ఎక్కువగా ఉంటుంది,
D పొర ఎక్కువ తరంగాలను శోషిస్తుంది, కానీ E,
F1, F2 పొరలు ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ తరంగాలను (30 MHz పైన)
పరావర్తనం చేస్తాయి. సన్స్పాట్ కనిష్ఠ సమయంలో (solar minimum), అయనీకరణ తక్కువగా ఉండటం వల్ల 20 MHz పైన
తరంగాలు సరిగా పరావర్తనం చెందవు.
- **సడన్ అయనోస్ఫియర్ డిస్టర్బెన్స్ (SIDs)**: సోలార్
ఫ్లేర్స్ (solar flares) వల్ల జరిగే ఈ అవాంతరాలు D పొరను బలంగా అయనీకరణం చేస్తాయి, దీనివల్ల
HF తరంగాలు శోషించబడతాయి, సంభాషణ గంటలు లేదా
రోజుల పాటు అంతరాయం కలుగుతుంది.
- **పోలార్ క్యాప్ అబ్సార్ప్షన్ (Polar Cap Absorption)**: సోలార్ ఫ్లేర్స్ నుండి వచ్చే ప్రోటాన్లు పోలార్ D పొరలో అయనీకరణను పెంచుతాయి, దీనివల్ల ధ్రువ
ప్రాంతాలలో HF తరంగాలు శోషించబడతాయి.
4. **భౌగోళిక
స్థానం (Geographical Variations)**
- అయనోస్ఫియర్ ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత భౌగోళిక స్థానం ఆధారంగా మారుతుంది.
మధ్య అక్షాంశాలలో (mid-latitudes) రాత్రి సమయంలో "మిడ్-లాటిట్యూడ్
ట్రఫ్" అనే ప్రాంతంలో ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల పరావర్తనం చెందే ఫ్రీక్వెన్సీ తగ్గుతుంది. ధ్రువ ప్రాంతాలలో
సౌర వాయువు (solar wind) మరియు భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రం వల్ల
అయనోస్ఫియర్ ఎక్కువగా చంచలంగా ఉంటుంది.
5. **స్పోరాడిక్
E మరియు స్ప్రెడ్ F (Sporadic E and Spread F)**
- **స్పోరాడిక్ E**: E పొరలో అనిరీక్షితంగా అధిక ఎలక్ట్రాన్
సాంద్రత ఏర్పడడం, ఇది HF మరియు
VHF తరంగాలను (30 MHz పైన) పరావర్తనం చేస్తుంది, ముఖ్యంగా వేసవిలో. ఇది అనిరీక్షిత దూర సంభాషణను సాధ్యం చేస్తుంది.
- **స్ప్రెడ్ F**: F పొరలో అస్థిరతలు ఏర్పడడం వల్ల రేడియో
తరంగాలు విస్తరిస్తాయి, దీనివల్ల సిగ్నల్ ఫేడింగ్ (signal
fading) జరుగుతుంది, సంభాషణ నాణ్యత తగ్గుతుంది.
రేడియో సంభాషణపై ప్రభావం
ఈ వైవిధ్యాలు
రేడియో సంభాషణను వివిధ విధాలుగా ప్రభావితం చేస్తాయి:
- **సిగ్నల్
ఫేడింగ్**: రేడియో తరంగాలు బహుళ మార్గాల ద్వారా (multi-path) చేరినప్పుడు, అవి ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెంది,
సిగ్నల్ బలం తగ్గుతుంది (fading). ఉదాహరణకు,
రాత్రి సమయంలో AM బ్రాడ్కాస్ట్లలో ఇది సర్వసాధారణం.
- **పరావర్తనం
మరియు శోషణం**: D పొర ఎక్కువ అయనీకరణం చెందినప్పుడు (పగలు,
SID సమయంలో), HF తరంగాలు శోషించబడతాయి, సంభాషణ అసాధ్యం అవుతుంది. F2 పొర బలంగా
ఉన్నప్పుడు తరంగాలు పరావర్తనం చెంది, దూర సంభాషణ
సాధ్యమవుతుంది.
- **ఫ్రీక్వెన్సీ
ఎంపిక**: అయనోస్ఫియర్ వైవిధ్యాల వల్ల, సంభాషణ కోసం సరైన
ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవడం ముఖ్యం. ఉదాహరణకు, సన్స్పాట్
గరిష్ఠ సమయంలో 30 MHz పైన ఫ్రీక్వెన్సీలు, కనిష్ఠ సమయంలో 20 MHz కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలు అవసరం.
ముగింపు
అయనోస్ఫియర్లోని
వైవిధ్యాలు—పగలు-రాత్రి, ఋతువారీ, సౌర
కార్యకలాపాలు, మరియు భౌగోళిక స్థానం ఆధారమైనవి—రేడియో
తరంగాల ప్రసరణను ఎంతగానో ప్రభావితం చేస్తాయి. ఈ వైవిధ్యాలను అర్థం చేసుకోవడం
ద్వారా రేడియో సంభాషకులు సరైన ఫ్రీక్వెన్సీలను ఎంచుకోవడం, సిగ్నల్
ఫేడింగ్ను తగ్గించడం, మరియు దూర సంభాషణను సమర్థవంతంగా
నిర్వహించడం చేయవచ్చు. హామ్ రేడియో ఔత్సాహికులు, రేడియో
బ్రాడ్కాస్టర్లు, మరియు విమానయాన రంగంలోని నిపుణులు ఈ
వైవిధ్యాలను నిశితంగా పరిశీలించి, సమర్థవంతమైన సంభాషణ వ్యవస్థలను
నిర్మించవచ్చు. అయనోస్ఫియర్ లేకపోతే, దూర సంభాషణలు
సాధ్యం కాదు, కాబట్టి దీని ప్రాముఖ్యతను గుర్తించడం
అవసరం!
ఈ వ్యాసం గనుక నచ్చి
నట్లైతే నలుగురికి పంపండి, కామెంట్
చేయండి. మరిన్ని వ్యాసాల కోసం సబ్స్క్రయిబ్ చేయండి