Die Ausbreitungsbedingungen hängen von vielen Faktoren ab. Der Sonnenfleckenzyklus beeinflusst sie maßgeblich, jedoch stellt der allseits bekannte 11-Jahreszyklus mit seiner typischen Form nur ein statistisches Mittel aus stark streuenden Tages- und Monatswerten dar und ermöglicht kaum Tagesprognosen. Hierzu ist die Beobachtung der aktuellen Sonnenfleckenzahl, Fackelaktivität, die Aussendung von Teilchen und Radiowellen, aber auch die Berücksichtigung der 27-tägigen Sonnenrotation wichtig, um nur wenige Kriterien zu nennen.
Mit der Ausbreitung von Radiowellen ist natürlich auch die Frage nach ihrem Sende- und Empfangsstandort verbunden, also nach dem Ausbreitungspfad. In Verbindung mit der Inhomogenität der Ionosphäre, maßgeblich von der Sonne bestimmt, ergibt sich eine unendliche Zahl von möglichen Ausbreitungspfaden. Konkrete Prognosen müssen die Ausbreitungspfade daher explizit berücksichtigen.
Dennoch: Pauschale Aussagen zu den Ausbreitungsbedingungen sind nicht abwegig. Wie für die Statistik bekannt, steigt die Aussagekraft mit der Größe der Grundgesamtheit von Beobachtungsergebnissen. Die Korrelation von Sonnenaktivität, Jahreszeit, Tageszeit und Ausbreitungsgüte wird mit der GG zunehmend bestimmter.
In [1] wurden Empfangsergebnisse für Mittel-Europa zusammengetragen, unterschieden nach o.g. Kriterien und nach Vorzugsrichtungen. Das Zusammenführen dieser Daten ermöglicht schließlich Aussagen wie z.B.: „Bei mittlerer Sonnenaktivität, im Winter sowie zur Tageszeit haben die typischen Ausbreitungsbedingungen die Güte „X“, angegeben in %“. 100 % bedeutet dabei nicht, dass keine höhere Güte herrschen könnten, so sei beispielsweise an Duct-Ausbreitung besonders im Winter gedacht. Es sind eben Mittelwerte.
Die Sonnenaktivität ist in die vier Kategorien „schwach“, „mittel“, „stark“ und „sehr stark“ unterteilt, wie folgendes Bild zeigt. Hier ist der typische Verlauf des Sonnenzyklus dargestellt, der sich aus allen 22 bisher erfassten Zyklen ergibt.
Als „sehr stark“ dürfen SSN-Werte von über 90 gelten. Auch, wenn Werte vom doppelten erreicht werden können und die Kategorie damit einen sechs mal so großen Umfang besitzen kann als die anderen, macht eine weitere Unterteilung wenig Sinn, da solche Werte statistisch gesehen irrelevant selten auftreten.
Die Unterteilung in Jahreszeiten ist wegen der Erdachsneigung nachvollziehbar – Frühling und Herbst ist danach als gleich zu betrachten. Im Sommer ist die Einwirkdauer der Sonne wegen der Tageslänge lang, im Winter entsprechend kurz. Dies hat Bedeutung besonders wegen der Trägheit, mit der sich die Gasatome der Ionosphäre rekombinieren. Im Hochsommer ist das Gas der kurzen Nacht wegen selbst morgens noch teilionisiert.
Schließlich bestimmen Tag und Nacht die Ausbreitung wesentlich, so wie die Sonne das Gas der Ionosphäre ionisiert bzw. nicht ionisiert. Die Dämmerung hat dabei seine eigenen Gesetze. Variationen der Ausbreitungsbedingen spielen sich hier in Minuten ab, sodass sie hier nicht mehr sinnvoll dargestellt werden können. Eignet man sich aber die Grundkenntnisse zur Ausbreitung innerhalb der Dämmerungszone (Greyline) oder durch sie hindurch an, lassen sich aus den abschließenden Grafiken durchaus Rückschlüsse auf die aktuellen Bedingungen ziehen. So sinkt beispielsweise der atmosphärische Störpegel, ausgehend von hohen Werten in der Nacht, wärend der Dämmerung stark ab, um im Laufe des Tages allmählich wieder zu steigen. Das folgende Bild zeigt zudem, wie sich die Geometrie des Ausbreitungskanals in der Dämmerungszone verhält und wie sich daraus besondere Reflexionswinkel ergeben.
Es sollte deutlich geworden sein, wie die nun folgenden Grafiken nicht nur zu lesen, sondern vor allem zu werten sind. Es verhält sich wie mit dem Wetter: Gewisse Phänomene treten als Folge vorrausgehender derart sicher auf, dass sie ohne großen Aufwand ebenso sicher prognostiziert werden können – andere dagegen nicht. Man sollte den Inhalt der Grafiken so verstehen, dass die Ausbreitungsgüte mit überdurchschnittlicher Wahrscheinlichkeit so eintritt, wie sie dargestellt sind. Ganz nebenbei: Unterstelle ich eine Wahrscheinlichkeit von z.B. über 80 % (nicht zu verwechseln mit der in % angegebenen Güte), so könnte die Prognose bereits als genauer betrachtet werden, als üblicherweise Wetterprognosen für die nächsten drei Tage. Welche Wahrscheinlichkeit hier tatsächlich angenommen werden kann, vermag ich aber nicht zu sagen. Dies ließe sich nur aus der o.a. Quelle ermitteln.
Der Frequenzbereich unter 2 MHz ist nicht berücksichtigt. Hier existieren, wie man von der Mittel- und Langwelle weiß, ebenfalls typische, von der Ionosphäre bestimmte Ausbreitungsbedingungen, die aber zunehmend von der Bodenwelle überlagert werden. Die höchste berücksichtigte Frequenz ist 28 MHz. Allen Frequenzen sollte man einen Interpretationsspielraum von 1 MHz bis 2 MHz einräumen.
Weitere Beiträge zum Thema im VFO-Magazin:
Literatur:
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[1] Kurzwellenausbreitung, H. Rohrbacher / T. Cohen / G. Jacobs, Frech-Verlag 1985: (25-jährige Reihe aus 3.000 Einzeldaten und 350 analysierte Monatsberichten von Ionosphäreninstituten aus westl. Ländern)
Weiterführende Literatur zur Kurzwellenausbreitung:[
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[2] Wellenausbreitung in der Nachrichtentechnik, E. Vogelsang, beam-Verlag 2003
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[3] Sonne, Erde, Ionosphäre und Kurzwellenausbreitung, H. Schütz, DARC-Verlag
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[4] Ionosphäre und Wellenausbreitung, G. Klawitter, Siebel-Verlag 1990
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[5] Planung und Berechnung von Kurzwellenverbindungen, G. Braun, Siemens AG 1986
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[6] Das DARC AntennenBuch, W. Gierlach, DARC-Verlag 1994
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[7] Amateurfunk, H. H. Schubert, Militärverlag der DDR 1978
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[8] Antennenbuch, K. Rothammel, Franckh-Kosmos 1991
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[9] Geheimnisse des HF-Schaltungsentwurfs Teil 2, J. J. Carr, Elektor-Verlag Aachen 1997
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[10] Fernschreib- und Datenübertragung über Kurzwelle, L. Wiesener, Siemens AG 1984
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[11]Nachrichtenverbindungen mit Kampfschiffen, Limbach, Militätverlag der DDR 1988,
Weiterführende Literatur zur Lang- und Mittelwellenausbreitung
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[12] Langwellen- und Längstwellenfunk, G. Klawitter / K. Herold, Siebel-Verlag 1995
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[13] Zeitzeichen- und Normalfrequenzempfang, M. Arnoldt, Franzis´ Verlag 1987
Weiterführende Literatur zurUKW-Ausbreitung
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[14] Planung und Berechnung von Richtfunkverbindungen, H. Brodhage / W. Hormuth, Siemens AG 1977
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[15] Die Ausbreitung der Ultrakurzen Wellen, P. Beckmann, Geest & Portig K.-G. 1963
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[16] Langwellen- und Längstwellenfunk, G. Klawitter / K. Herold, Siebel-Verlag 1995
Breite Darstellung aller Frequenzausbreitungen
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[17] Funkanlagen für Ortung und Navigation, W. Mansfeld, VEB-Verlag transpress 1983
Allgemeine Literatur zur Nachrichtentechnik ist hier nicht gesondert aufgeführt.
