Tag der Sonne

Deutscher Amateur-Radio-Club e.V.
Bundesverband für Amateurfunk in Deutschland • Mitglied der „International Amateur Radio Union“
PRESSEINFORMATION
20.04.2012
Am 3. Mai 2012 ist Tag der Sonne
Die Sonne ist auch der „Motor“ der Wellenausbreitung im Amateurfunk
Die Sonne im Röntgenlicht mit einer Eruption.
Urheber: NASA, Lizenz: public domain
Der Tag der Sonne ist ein durch das Umweltprogramm der Vereinten Nationen initiierter
internationaler Gedenktag, der Jedes Jahr am 3. Mai stattfindet. Trotz ihrer Entfernung von
durchschnittlich 150 Millionen Kilometern ist die Sonne für das Leben auf der Erde von
fundamentaler Bedeutung. Viele wichtige Prozesse auf der Erdoberfläche, wie das Klima
und das Leben selbst, werden durch die Strahlungsenergie der Sonne ermöglicht. So
stammen etwa 99,98 % des gesamten Energiebeitrags zum Erdklima von der Sonne.
Im Vergleich zur Größe anderer Sterne ist die Sonne mit ihrem Durchmesser von 1,39
Millionen km (109-facher Erddurchmesser) nur Durchschnitt. Ihr Alter wird auf etwa 4,57
Milliarden Jahre geschätzt. Die Strahlungstemperatur der Sonne beträgt rund 5500 °C.
Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die von der Sonne durch
Kernfusion erzeugte Energie, die in Teilen als elektromagnetische Strahlung zur Erde
gelangt. Die meisten Organismen, die Menschen eingeschlossen, sind entweder direkt
oder indirekt von der Sonnenenergie abhängig. Brennstoff und Baumaterial stammen
ebenfalls daraus. Die Sonnenenergie ist weiterhin dafür verantwortlich, dass es in der
Atmosphäre zu Luftdruckunterschieden kommt, die zu Wind führen. Auch der
Wasserkreislauf der Erde wird von der Sonnenenergie angetrieben.
Neben diesen "natürlichen" Effekten gibt es zunehmend eine technische Nutzung der
Sonnenenergie vor allem im Bereich Energieversorgung. Solarstrom bezeichnet
umgangssprachlich aus Sonnenenergie gewandelte elektrische Energie. Diese
Energieform zählt zu den erneuerbaren Energien, da sie auf der Erde ständig zur
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Verfügung steht und die Sonne, nach menschlichen Maßstäben betrachtet, eine praktisch
unerschöpfliche Energiequelle darstellt. Solarstrom kann durch Photovoltaikanlagen oder
auch mit Sonnenwärmekraftwerken erzeugt werden.
Die Sonne ist aber auch der „Motor“ der Wellenausbreitung im Amateurfunk: Sie lädt die
Luftschichten elektrisch auf. Man spricht von Ionisation. Deshalb ist in Nordeuropa z.B. der
Empfang im Winter und im Dunkeln (Nachts) bei niedriger Sonnenaktivität auf niedrigen
Frequenzen am Besten möglich, weil die schwach ionisierte D-Schicht die langen Wellen
kaum dämpft. Andererseits sind die höheren Bänder tagsüber im Sommer und vor allem
im Sonnenfleckenmaximum "offen". Die Sonnenaktivität ist einem Zyklus unterworfen. Er
dauert durchschnittlich 11 Jahre und wird als "Sonnenfleckenzyklus" bezeichnet. Die
Anzahl der Sonnenflecken stellt somit ein Maß für die Ausbreitung dar (vgl.
Sonnenfleckenrelativzahl). Oftmals werden die lowest usable frequency LUF und die
maximum usable frequency MUF für Weitverbindungen (dx) angegeben. Durch Reflexion
ergeben sich hohe Reichweiten.
Den Hauptteil der Ausbreitung über Reflexionen an ionisierenden Schichten trägt die FSchicht. Durch die F2-Schicht insbesondere werden die enormen Reichweiten auf
Kurzwelle möglich. Diese Schicht weist die größte Höhenausdehnung auf. Die Ionisierung
erfolgt sehr träge und viel weniger abhängig von der Sonnenstellung als dies bei den tiefer
liegenden Schichten der Fall ist. Mit Hilfe der F2-Schicht kann bei einem Sprung (Skip)
eine Entfernung bis zirka 4000 km überbrückt werden.
Nach Sonnenuntergang vermindert sich die Ionenkonzentration der F-Schicht allmählich.
Sie erreicht kurz vor Sonnenaufgang ein Minimum. In den Tagesstunden kann sich die FSchicht bei intensiver Bestrahlung in zwei Schichten aufspalten.
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Die niedriger liegende F1-Schicht dämpft dann die von der F2-Schicht reflektierte
Strahlung. Dadurch kommt es zu geringeren Reichweiten (Kurzsprung-Entfernungen =
short skip) in den Tagesstunden. Dann wird plötzlich Europafunkverkehr möglich, während
in den Nachtstunden nur interkontinentaler Funkverkehr möglich ist.
In der F-Schicht gibt es manchmal Doppelreflexionen (M-Reflexion). Es gibt auch
Mehrfachreflexionen zwischen Ionosphäre und Erde (besonders Wasser), wodurch die
größtmöglichen Reichweiten erzielt werden. Es kommt sogar vor, dass man eine Station
auf dem direkten Weg und gleichzeitig auf dem indirekten Weg (langer Weg in entgegen
gesetzter Richtung um den Erdball) hört, wodurch das Signal verhallt klingt.
Die Reflexionen der Funkwellen im Kurzwellenbereich sorgen dafür, dass auch Punkte
"hinter dem Horizont" erreicht werden. Die Funkwelle wird in Abhängigkeit von Frequenz
und Ausbreitungsbedingungen von der betreffenden Atmosphärenschicht reflektiert.
Mehrere Sprünge sind so möglich. Hierdurch kann ein Funksignal z. B. die Erde einmal
umrunden. Das Funksignal erreicht die Empfangsfunkstelle nicht immer auf dem kürzesten
Weg. Verbindungen über den langen Weg sind ebenfalls möglich. Etwa 2.200 km beträgt
die maximale Entfernung, die ein KW-Funksignal bei Reflexion an der E-Schicht auf der
Erdoberfläche mit nur einem Sprung überbrücken kann. Der Sprung wird auch als "Hop"
bezeichnet. Um einen größtmöglichen Sprung zu erreichen, ist es wichtig, eine Antenne
mit niedrigem Abstrahlwinkel bezogen auf den Horizont zu verwenden. Hierzu eignen sich
besonders Richtantennen. Der Abstrahlwinkel der Antenne ist somit entscheidend für die
Sprungdistanz auf KW.
Während dieser Reflexionen wird das Funksignal ggf. mehrmals gedreht. Es verliert seine
ursprüngliche Polarisation. Durch die unterschiedlichsten Arten der Reflexionen kann das
Funksignal verstärkt oder auch ausgelöscht werden (Fading). Feldstärken aus Bodenund/oder Raumwelle überlagern sich oft. Diese Schwankungen bezeichnet man als
"Fading". In der Modulationsart AM ist dieser Effekt verstärkt zu bemerken.
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Das Bild zeigt die Kurzwellenausbreitung mit Boden- und Raumwelle einschließlich der
Toten Zone. Die Bodenwelle wird irgendwann so stark gedämpft, dass sie quasi
verschwunden ist. Steil auftreffende Funkwellen durchdringen die F-Schicht, flach
auftreffende werden reflektiert. (Quelle: Amateurfunk-Wiki.de/DL8RDS).
Wer mehr darüber erfahren möchte, ist gerne eingeladen zu einer der
Ortsverbandssitzungen der Backnanger Funkamateure, die sich jeweils am 3. Freitag
eines Monats in der Gaststätte „Treibhaus“ in 71522 Backnang, Industriestr. 4, um 20:00
Uhr treffen.
Kontakt: Dipl.-Ing. Heinz-Dieter Weber, DL6SDI, Ortsverband P01, Vorsitzender,
Schulstr. 2, 71576 Burgstetten, Tel.: 07191-950083, E-Mail: [email protected]