Ionosfeer

Het waarnemen van gebeurtenissen op de zon door verstoringen in de ionosfeer te registreren.

Behalve in zichtbaar licht, kan ook andere elektromagnetische straling van de zon door een amateur worden waargenomen.

Rechtstreekse waarneming van straling met een lagere frequentie (langere golflengtes) dan die van zichtbaar licht, de rechtstreekse radiostraling van de zon in het frequentiebereik van 50 MHz tot 3 GHz is met speciale ontvangers en richtantennes ook voor amateurs mogelijk.

Zie hiertoe het hoofdstuk radiostraling van deze site.

Waarnemen van straling van de zon op hogere frequenties (kortere golflengten) dan die van het zichtbare licht, is op het aardoppervlak alleen via indirecte methoden mogelijk.
De door de zon uitgezonden straling in het ultra-violette bereik en het röntgenbereik wordt voor het grootste deel door geïoniseerde lagen hoog in de atmosfeer van de aarde tegengehouden en dringt niet door tot het oppervlak.

In de bovenste deel van de atmosfeer zorgt de energie van deze straling voor het ioniseren van de daar aanwezige gasatomen en er ontstaan op die wijze op verschillende hoogtes boven het aardoppervlak geïoniseerde lagen.

Bij ionisatie verliezen  gasatomen een of meer van de om de kern heen cirkelende elektronen, die zich dan vrij tussen de geïoniseerde atomen kunnen bewegen. Zonder blijvende energietoevoer  treedt na enige tijd treedt spontaan weer een recombinatie van de geïoniseerde gasatomen en de elektronen op en ontstaan weer neutrale gasatomen.

Het deel van de atmosfeer waar dit proces plaatsvindt heet de ionosfeer, waarvan de gemiddelde hoogte ongeveer 50 tot 400 km bedraagt.

Deze geïoniseerde lagen in de ionosfeer ontstaan met name na zonsopkomst, worden overdag steeds dikker en verdwijnen voor een groot deel na zonsondergang weer.

Reeds in het begin van de vorige eeuw ontdekte men, dat deze geïoniseerde lagen in staat waren radiosignalen van zenders op het aardoppervlak weer terug te kaatsen naar de aarde.

Dit terugkaatsen zorgde er voor, dat radioverbindingen over de gehele wereld mogelijk werden, waarbij de uitgezonden radiosignalen enkele malen tussen deze reflecterende lagen en het aardoppervlak heen en weer kaatsten en zo een ontvangststation aan de andere zijde van de aarde konden bereiken.

De laagste reflecterende laag in de ionosfeer, de D-laag bevindt zich op een hoogte van 50 tot 80 km en door het vaststellen hoe sterk diverse lange golf radiozenders worden ontvangen, kan men bepalen hoe sterk op deze hoogte de ionisatie in de atmosfeer is.

Behalve een continue straling in het ultra-violette en röntgenbereik, zendt de zon bij het optreden van explosieve gebeurtenissen op haar oppervlak gedurende een korte tijd zeer veel meer van deze straling uit.

Met name zonnevlammen (flares) zenden in enige minuten, behalve zeer veel zichtbaar licht, ook enorme hoeveelheden ultra-violette en röntgenstraling uit.

Door de uitzending van deze plotselinge sterke straling, wordt zoals hierboven reeds is aangegeven, de ionisatie van met name de D-laag tijdelijk sterk vergroot, waardoor het reflecterend vermogen tijdelijk sterk toeneemt. Dit verschijnsel wordt wel een Sudden Ionospheric Disturbance (SID), een tijdelijke verstoring van de ionosfeer, genoemd.

Een radiosignaal van een ver verwijderde zender, welke via reflectie tegen de onderzijde van de D-laag een ontvanger bereikt, zal door de toegenomen ionisatie van deze laag plotseling tijdelijk in sterkte variëren.

Met eenvoudige zelfgebouwde ontvangers is het mogelijk signalen van lange golf zenders elders in Europa waar te nemen en de sterkte daarvan gedurende langere tijd te registreren.

Dit registreren kan geschieden met papierschrijvers of met behulp van speciale computerprogramma’s, waarbij het verloop van de ontvangen signaalsterkte gedurende langere tijd kan worden vastgelegd.

Het optreden van een zonnevlam kan op een dergelijke indirecte methode door amateurs zeer goed worden geregistreerd.

Interessant is natuurlijk om naderhand het zelf waargenomen resultaat met andere waarnemers en met officiële satellietwaarnemingen te vergelijken.

De uitkomsten zijn nooit eenduidig en altijd weer verrassend.

Kortom een bijzonder interessante tak van het waarnemen van de zon.

Hieronder de registratie van een SID: