obserwacje ...

obserwacje radiometeoroligiczne(1), radio, dokumenty strony

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->VLFKącik długofalowcaŁĄCZNOŚĆObserwacje radiometeorologiczneW eterze występuje wiele rodzajów sygnałów pochodzenianaturalnego, związanych ze zjawiskami fizycznymi, którezachodzą nie tylko w atmosferze (meteorologicznymi), alei pod powierzchnią ziemi. Długofalowe promieniowanieelektromagnetyczne wywiera wpływ zarówno na organizmyżywe, jak i na materię organiczną. Coraz dokładniej ob-serwuje się powstawanie fal elektromagnetycznych i moż-liwość ich wykorzystania do ostrzegania ludności przednadchodzącym niebezpieczeństwem.Fale długie i bardzo długie, sta-nowiące w początkowym okresiehistorii radiotechniki główny za-kres zainteresowania teoretycznegoi praktycznego, zeszły w ostatnichdziesięcioleciach na margines za-interesowań. Poniżej dolnej grani-cy pasma radiofonicznego pracujewprawdzie wiele stacji wojsko-wych, radiokomunikacyjnych, stacjinadających sygnały czasu i zdalne-go sterowania, ale w zasadzie tech-nika jest już opanowana od dawnai teoria ich propagacji wydawałasię dobrze zbadana. Oprócz sygna-łów wytwarzanych przez człowiekaw zakresach tych występuje wielerodzajów sygnałów pochodzenianaturalnego związanego ze zjawi-skami fizycznymi zachodzącyminie tylko w atmosferze, ale i podpowierzchnią ziemi oraz ze zja-wiskami meteorologicznymi. Wie-le obserwacji i powstałych na ichpodstawie teorii wskazuje na to, żedługofalowe promieniowanie elek-tromagnetyczne wywiera wpływzarówno na organizmy żywe, jaki na materię organiczną.Dopiero stosunkowo niedaw-no zwrócono na przykład uwa-gę na zjawiska powstawania falelektromagnetycznych w rejonachtrzęsień ziemi i na możliwość ichwykorzystania do ostrzegania lud-ności przed nadchodzącym niebez-pieczeństwem. Według niektórychteorii fale te są wyczuwane przezzwierzęta, co tłumaczyłoby masoweopuszczanie przez nie terenów, naktórych niedługo potem dochodziłodo katastrofy. Nad sprawą tą pracu-ją obecnie naukowcy, a obserwacjesą prowadzone również przez ra-dioamatorów [7].Również wyładowania atmosfe-ryczne i to nie tylko te o charakterzeburzowym, ale i tzw. ciche, są sil-nym źródłem fal elektromagnetycz-nych, których maksima znajdują sięwprawdzie w zakresie od kilku dook. 60 kHz, lecz ich wyraźny odbiórjest możliwy w radiofonicznychpasmach długo- i średniofalowym,a częściowo także na falach krót-kich.Zaobserwowane w latach 60.ubiegłego wieku zjawisko pozornieniewytłumaczalnych zmian jako-ści żelatyny stosowanej wówczasw technice drukarskiej jako war-stwę ochronną przy trawieniu bęb-nów drukarskich (co powodowałowidoczne błędy w reprodukcji kolo-rów w druku) pozwoliło na wykry-cie wpływu fal długich na materięorganiczną i stało się bodźcem doprowadzenia dalszych badań nadich wpływem na organizmy żywe[1]. Być może w ten sposób udasię wytłumaczyć takie znane oddawna efekty, jak szybsze kiśnięciemleka przed burzą, różnice w szyb-kości rośnięcia ciasta drożdżowego,uszczelnianie kopców przez mrów-ki przed zbliżającymi się opadamideszczu, zachowanie się pszczółi żab przed zmianą pogody itd. Toostanie było zresztą przez długiczas wykorzystywane w meteorolo-gii ludowej, a żaba stała się przysło-wiowym symbolem meteorologa.Dotychczas zaobserwowano u żabwrażliwość na fale o częstotliwo-ściach 12 kHz i poniżej, a u mró-wek – na fale o częstotliwości ok.28 kHz.Sprawą ciekawą i trudną do wy-jaśnienia w oparciu o klasyczną me-teorologię jest wrażliwość pogodo-wa niektórych ludzi. Już nawet nakilka dni przed nadejściem frontuatmosferycznego odczuwają onibóle głowy, kończyn czy zaburze-nia krążenia, a badania encefalo-graficzne wykazują nieraz zmianyrytmów fal mózgowych alfa i beta.Zbliżający się front może być odda-lony nawet o setki kilometrów i niepowoduje jeszcze zmiany takichklasycznych wielkości meteorolo-gicznych, jak ciśnienie powietrza,temperatura, wilgotność czy natę-żenie i kierunek wiatru. Objawy teustępują przeważnie w momenciezmiany pogody, a więc wówczaskiedy ww. parametry meteorolo-giczne właśnie ulegają zmianie.Wrażliwość tę można by jednakwyjaśnić wpływem fal bardzo dłu-gich na organizm człowieka, a jakwiadomo, mogą się one rozchodzićnawet na dystansach znacznie dłuż-szych niż kilkaset kilometrów.Źródłem fal radiowych w atmos-ferze są ścierające się ze sobą w re-jonach przechodzących frontówmasy powietrza o różniących sięwłaściwościach, takich jak tempe-ratura, wilgotność, a nawet stopieńzanieczyszczenia. Tarcie powodu-je elektryzowanie się powietrzaprowadzące do powstawania tzw.cichych (w odróżnieniu od burzo-wych) wyładowań atmosferycznychstanowiących źródło fal radiowychw zakresie do 60 kHz.Oprócz tego źródłem atmosfe-rycznych fal radiowych mogą byćruchy zjonizowanych cząstek ga-zów (ich jonizacja jest spowodowa-na m.in. przez promieniowanie ko-smiczne, naturalną radioaktywnośćziemską, podział kropelek wody lubkryształów lodu w rejonach opa-dów). Wpływ na poziom jonizacjiatmosfery wywierają także znajdu-jące się w niej zanieczyszczenia np.pyły pochodzenia wulkanicznegolub zanieczyszczenia przemysłowe.Również i w tym przypadku wpływna rozkład jonizacji, a więc i natę-żenie prądów elektrycznych i zwią-zanych z nimi wyładowań majązjawiska meteorologiczne: wiatry,Literatura i materiałyuzupełniające:[1] Baumer, Hans;Sönning, Walter, Dipl.Met.,Das natürlicheImpuls-Frequenzspek-trum der Atmosphäreund seine biologischeWirksamkeit[2] Friese, Wolfgang,Was sind eigentlichSferics?,„Funkamateur”11/2002, str 1116[3] Klawitter, Gerd,Herold, Klaus, Oexner,Michael,Langwellen-und Längstwellenfunk,wyd. 3, Siebel, Mecken-heim 2000[4] www.df5ai.net, www.dl1dbc.net, www.vhfdx.net i www.gooddx.net[5] Dysk CD ŚR-04[6] www.aatis.de– witryna niemieckiegostowarzyszenia nauczy-cieli krótkofalowcówpropagujących radio-technikę i elektronikęw zajęciach szkolnych[7] www.vlf.it[8] www.qsl.net/dl4yhf- programSpectrumLaboratorydo kompute-rowej analizy sygnałów[9] Friese, WolfgangSfericsempfangt. 1 i 2,wyd. 1, 2004 (t. 1),2006 (t. 2), WilhelmHerbstRys. 1. Przykład obliczonego komputerowo widma wyładowańatmosferycznych. Źródło: „Lighting and ionospheric remote sensingusing VLF/ELF radio atmospherics. A dissertation ...”, Cummer,Steven Andrew, Uniwersytet w Stanford, 1997Świat RadioLipiec 200517ŁĄCZNOŚĆVLFW widmie cichych wyładowańatmosferycznych zaobserwowanowystępowanie maksimów o szero-kości ok. 1000 Hz przy częstotliwo-ściach ok. 4, 6, 8, 10, 12, 28 i 48 kHz.Częstotliwości te tworzą z dobrymprzybliżeniem ciąg harmonicznyo podstawie ok. 2 kHz, a więc swe-go rodzaju naturalną gamę o roz-piętości 5 oktaw.Zaobserwowano także powią-zanie intensywności fal w poszcze-gólnych pasmach częstotliwościze zjawiskami meteorologicznymi– decydującymi o charakterze ru-chów powietrza.I tak występowanie intensyw-nych sygnałów w paśmie (lub pa-smach):10 kHz jest związane z poziomy-mi ruchami stabilnych (w pionie)warstw powietrza,28 kHz – z wysokimi pionowymiturbulencjami w niestabilnychwarstwach powietrza,10 i 8 kHz – z dopływem cieplej-szych warstw powietrza np. po-chodzenia polarnomorskiego,10, 8 i 4 kHz – z intensywnymdopływem subtropikalnego po-wietrza w wyniku zbliżającychsię frontów ciepłych,10 i 12 kHz – z dopływem zimne-go powietrza polarnomorskiegona tyłach frontów,10, 6 i 12 kHz – z dopływem zim-nego powietrza w postaci niesta-bilnych warstw.Obserwacje te mogą być wyko-rzystanie nie tylko w dziedzinieradiometeorologii (m.in. do ostrze-gania przed zbliżającymi się nagły-mi zmianami pogody, sztormami,gradobiciem, oberwaniami chmuritp.), do badania szczególnych zja-wisk związanych z propagacją falradiowych w zakresach UKF, aletakże w dziedzinach biometeoro-logii i medycyny. Oprócz zależno-ści od sytuacji meteorologicznejzaobserwowano także regularnązależność intensywności sygnałówod pory dnia.Najbardziej rzucającą się w oczycechą widma wyładowań jest jegopodział na dwa podzakresy: niż-szy, obejmujący maksima do 12kHz włącznie (i dodatkowo mak-simum dla 48 kHz), oraz wyższy,zawierający maksimum ok. 28 kHz.Jako kryterium podziału przyjętozwiązek z poziomymi w pierwszymprzypadku, a pionowymi w drugimruchami warstw powietrza w atmos-ferze – głównie w troposferze – orazwywołane przez nie efekty bioche-miczne. Dla uproszczenia w dalszymciągu podzakresy te będą określanejako pasma 10 wzgl. 28 kHz.Pasmo 28 kHzBadania przeprowadzone jesz-cze w latach 80.h ubiegłego wiekuwykazały związek występowa-nia fal w zakresie 28 kHz z wy-mianą powietrza pomiędzy war-stwami troposfery odbywającą sięw kierunku pionowym i związanąz zimnymi prądami powietrzny-mi, burzami i opadami na tyłachobszarów niżowych i frontówzimnych. Związane z tym wyła-dowania atmosferyczne mają rów-nież głównie kierunek pionowy.Zjawiska te mają charakter ter-miczny i są spowodowane przeznaświetlenie słoneczne. Przebiegnatężenia sygnału w ciągu dobywykazuje narastanie w ciągu dnia(zsynchronizowane z natęże-niem promieniowania słoneczne-go) i dochodzi do maksimum ok.godz. 22.00 i minimum, w drugiejpołowie nocy.Rys. 2. Przykładowy pomiar widma wyładowań atmosferycznychw zakresie 10 – 20 kHz dokonany przez DG9WF. Powyżej 16 kHzwidoczne sygnały radiostacji długofalowych. Źródło: www.sferic-sempfang.dePasmo 10 kHzFale elektromagnetyczne w za-kresie 10 kHz są związane główniez poziomymi prądami powietrz-nymi powodującymi napływ po-wietrza różniącego się od zalega-jącego temperaturą, wilgotnością,zawartością zanieczyszczeń lubstopniem jonizacji. Występującena granicach warstw wyładowa-nia mają głównie kierunek pozio-my. Również i tutaj obserwuje sięwpływ naświetlenia słonecznegona częstotliwość ich występowa-nia.Powyższy podział jest tylko pew-nym przybliżeniem, ponieważ wy-miana powietrza pomimo domina-cji jednego z kierunków powodujerównież jego ruchy w kierunkuprostopadłym i występowanie(słabszych) związanych z tym fak-tem zjawisk.Natężenie sygnałów w paśmiedolnym wykazuje dwa maksimadobowe: pierwsze późnym popołu-dniem i drugie silniejsze około pół-nocy. Są one oddzielone od siebiefazami minimów ok. godz. 4.00–8.00i 15.00–17.00.Z porównania przebiegów dzien-nych wynika, że natężenie polai częstotliwość wyładowań w za-kresie wyższym przeważają w go-dzinach popołudniowych i wie-czornych, tzn. w czasie od ok. godz.17.00 do ok. 23.00. W pozostałymokresie doby dominuje aktywnośćw paśmie niższym. Odchyłki odprzedstawionego rytmu występująjedynie w trakcie intensywnych,opisanych powyżej zjawisk mete-orologicznych.Rys. 3. Aktywność elektromagnetyczna zmierzona przez DG9WFw kwietniu 2005 r. Źródło: www.sfericsempfang.deRys. 4. Przykładowe widmo wyładowań atmosferycznych na podsta-wie pomiarów przeprowadzonych w obserwatorium w Garching k.Monachium.poziome ruchy warstw powietrzazwiązane z przechodzeniem fron-tów atmosferycznych albo nadcho-dzącymi niżami oraz pionowe ru-chy bądź o charakterze termicznym,bądź też spowodowane opadami.Wyładowania te, odbywającesię w przeważającej części przy-padków na dystansach 40–100 mi mające średnicę do 40 cm są źró-dłem impulsów radiowych o cza-sie trwania rzędu 40 µs. Wskutekoddziaływania zjonizowanychobszarów powietrza w odległościok. 50–100 km od miejsca wyłado-wania powstała fala radiowa tracicharakter impulsowy i upodabniasię do fali sinusoidalnej lub raczejgrupy fal o pewnych, przedsta-wionych dalej dominujących czę-stotliwościach. Dla porównaniawyładowanie o charakterze bu-rzowym ma długość dochodzącądo kilku km i czas trwania rzędu0,2 s.18Świat RadioLipiec 2007Wpływ wyładowańatmosferycznychna organizmy żyweWpływ klasycznych parame-trów meteorologicznych, takich jaktemperatura, ciśnienie powietrza,wilgotność czy długość dnia, naorganizm ludzki i częstotliwość wy-stępowania objawów chorobowychjest znany od dawna i sprawa ta niepodlega dyskusji. W stadium ba-dań znajduje się natomiast związekintensywności długofalowego pro-mieniowania radiowego na funkcjeorganizmu i to mimo, że pierwszespostrzeżenia z tej dziedziny po-chodzą sprzed ponad 80 lat.Jednym z pierwszych zauwa-żonych już w latach 60. zjawiskwpływu fal radiowych na materięorganiczną było wspomniane po-gorszenie się jakości żelatyny sto-sowanej w procesie przygotowaniakolorowego druku w zależności odwarunków meteorologicznych i tomimo klimatyzacji pomieszczeńi ich pozornie pełnej izolacji odświata zewnętrznego. Okazało się,że silne promieniowanie w zakresie28 kHz powodowało zwiększeniejej porowatości, a promieniowaniew zakresie 12 kHz dawało skutkiwręcz przeciwne – zmniejszenie po-rowatości materiału. Oprócz często-tliwości fali wpływ na porowatośćmateriału miała także częstotliwośćpowtarzania impulsów wyłado-wań i ich długość. W obu przypad-kach odbijało się to niekorzystniena przebieg procesu trawieniabębnów do maszyn rotacyjnychi w konsekwencji powodowało błę-dy w reprodukcji kolorów w dru-ku. H. Baumer, autor [1] prowadziłww. badania na zlecenie przemysłudrukarskiego we współpracy z Poli-techniką Monachijską.Funkcjonowanie organizmówżywych jest związane z przemianąmaterii i jej dyfuzją przez ścianki ko-mórek, a istotne znaczenie dla prze-biegu procesów ma przenikalność(porowatość) błon stanowiącychte ścianki. Wywiera ona równieżwpływ na proces przekazywaniabodźców poprzez komórki nerwowe– neurony. Wśród wielu czynnikówzewnętrznych o niej decydującychzaobserwowano także wpływ pólelektromagnetycznych, ich często-tliwości i częstotliwości powtarza-nia impulsów (np. pochodzącychod wyładowań elektrycznych). Dlapasma 28 kHz znaczące jest już wy-stępowanie pojedynczych impulsóww odstępach 3 sekund.W trakcie dotychczasowych ba-dań zaobserwowano m.in. nega-tywny wpływ fal radiowych w za-kresie 28 kHz na chorych na pa-daczkę, objawiający się częstszymwystępowaniem ataków (fale w za-kresie 10 kHz powodują natomiastzmniejszenie prawdopodobieństwaataku).Należy jednak podkreślić, żemamy tu do czynienia ze zjawiska-mi przypadkowymi (aperiodyczny-mi) o charakterze krótkotrwałymzależnym od zmiennej sytuacji me-teorologicznej.Istotną rolę w oddziaływaniu naorganizmy żywe odgrywają opisa-W Śr 6/07, dziale Hobby znajduje się opis odbiornika radiometeoro-logicznego „Żabka” przystosowanego do obserwacji amatorskichne powyżej dobowe rytmy zmiannatężenia pola. Wpływają one naprzebieg faz snu i stanowią naj-prawdopodobniej czynnik synchro-nizujący funkcjonowanie organi-zmu („zegar wewnętrzny”).Dominująca w porze wieczornejaktywność w paśmie 28 kHz po-przez zwiększenie porowatości ścia-nek komórek nerwowych ułatwiazaopatrzenie mózgu w tlen i glu-kozę (będącą nośnikiem energii)w fazie zasypiania, co jest warun-kiem prawidłowego przebiegu dal-szych faz snu i w ogólności stanowiwłaśnie czynnik synchronizujący24-godzinny rytm organizmu. Do-minujące w pozostałym czasie polao częstotliwościach pasma niższe-go odgrywają w tym przypadkupodrzędną rolę o ile nadchodzącezjawiska meteorologiczne nie po-wodują istotnej zmiany ich inten-sywności i nie oddziałują przez tow jakimś stopniu negatywnie naorganizm.Krzysztof Dąbrowski OE1KDAŚwiat RadioLipiec 200719 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

anio102.xlx.pl