Тропосферное прохождение — это распространение радиоволн в нижнем слое атмосферы Земли — тропосфере. Оно на 100% связано с погодой. Режим тропосферного DX — это любое аномальное состояние, при котором в тропосфере рассеиваются, отражаются или преломляются сигналы УКВ, УВЧ и/или СВЧ, что приводит к изменениям в их нормальном распространении.
Существует шесть основных тропосферных режимов дальнего действия. Эффекты преломления и распространения аналогичны тем, которые вызывают визуальные миражи. Поэтому далёкие сигналы, принимаемые с помощью тропосферы, можно считать «радио миражами». Сигналы, которые обычно находятся за радиогоризонтом и не могут быть приняты, вместо этого появляются над радиогоризонтом и становятся доступными для приёма.
ПРЯМАЯ ВИДИМОСТЬ– также известна как земная волна. Нормальный устойчивый непрерывный приём, при котором приёмная и передающая антенны могут видеть друг друга с учётом кривизны Земли в 4/3 длины радиоволны.
ТРОПОСФЕРНОЕ РАССЕЯНИЕ— Почти постоянное явление, при котором возникают далёкие прерывистые сигналы, выходящие за пределы прямой видимости. Рассеивание сигналов происходит при контакте с неоднородностями в тропосфере. Эти неоднородности могут быть небольшими колебаниями температуры или влажности, например, вокруг слоёв облаков, отдельных облаков, восходящих потоков, нисходящих потоков, мелких капель, таких как морось и туман, или они могут быть крупными, например, тропопаузой (границей между тропосферой и стратосферой). Тропопауза обеспечивает большую часть рассеяния на больших расстояниях из-за своей огромной высоты над землёй.
ТРОПОСФЕРНОЕ СВЕРХПРЕЛОМЛЕНИЕ — Также известна как тропосферное усиление или тропосферное искривление. Супер преломление возникает, когда нижняя часть тропосферы разделяется на два стабильных слоя. Тёплый сухой слой над холодным влажным слоем .Такая ситуация называется инверсией. Обычно в нижней части тропосферы температура снижается с высотой, а влажность увеличивается с высотой — поэтому они и называются инверсиями. Сигналы искривляются, пересекая инверсию. Когда они начинают отклоняться вниз, сигналы могут распространяться дальше, достигая мест, которые обычно находятся за радиогоризонтом и вне зоны действия. Эффективное отклонение теперь составляет менее 4/3 радиуса Земли, но всё ещё более 1 радиуса Земли. Основанием инверсии считается поверхность Земли. Вершиной инверсии является граница воздушной массы.
ТРОПОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХОВОД – Дублирование происходит, когда сверх преломляющий изгиб становится настолько сильным, что сигнал попадает на землю на большом расстоянии от передатчика, а затем отражается обратно к инверсии, чтобы снова преломиться и упасть на землю. По сути, сигналы оказываются в ловушке в «слое-ловушке» или канале. Эффективный изгиб теперь составляет менее 1 радиуса Земли. Основанием канала является земля. Верхней частью канала является граница воздушной массы. Сигналы ослабевают при отражении от земли. Сигналы, которые отражаются от водной поверхности (океана/озера), сохраняют гораздо большую силу. Одним из побочных эффектов образования каналов является уменьшение дальности действия самолётов, летящих над инверсией. Большинство каналов образуется на высоте ниже 3000 м. Выше этого уровня плотность воздуха становится слишком низкой, чтобы инверсии были достаточно сильными. Толщина воздуховода может приблизительно определять наименьшую полезную (затрагиваемую) частоту.
НАДЗЕМНЫЕ ТРОПОСФЕРНЫЕ ВОЗДУХОВОДЫ – В случаях, когда верхняя граница инверсии находится очень высоко над землёй, влага с нижнего уровня может подниматься и скапливаться под верхней границей инверсии. В таких случаях могут образовываться 3 разных слоя воздушных масс, причём поверхностный слой несколько теплее и суше, чем холодный влажный воздух выше. В результате образуется канал, приподнятый над землёй. Хотя сигналы передаются далеко от передатчика, приёмники, расположенные на небольшой высоте, не смогут их принять. Только высокие мачты или места на высоких холмах, которые «выглядывают» из канала, смогут принимать сигналы. Часто это относится и к передатчику, так как высокие мачты или места на высоких холмах, «выглядывающие» из канала, получают к нему прямой доступ. Хотя основная часть улавливаемых сигналов остаётся внутри канала, иногда они могут выходить наружу, что приводит к случайному и прерывистому приёму под каналом. Часто длинные каналы могут состоять из наземных и приподнятых участков. Возвышающийся над поверхностью канал, достигающий её с обоих концов, может обеспечить дальний приём без каких-либо промежуточных помех. Эти воздуховоды называют «червоточинами», так как они действуют как червоточины из научно-фантастических фильмов.
ТРОПОСФЕРНАЯ СУБРЕФРАКЦИЯ– Также известна в просторечии как «анти-тропо». Субрефракция возникает, когда нижняя часть тропосферы становится нестабильной из-за более резкого, чем обычно, снижения температуры с высотой. Сигналы постепенно отклоняются вверх. Эффективное отклонение превышает нормальное отклонение на 4/3 радиуса Земли. Это приводит к уменьшению дальности действия всех сигналов. Степень аномального отклонения во время экстремальной субрефракции намного меньше, чем во время экстремальной суперрефракции.
Основные типы Тропо, классифицированные в соответствии с метеорологией
ТРОПО ИЗЛУЧЕНИЯ— Также известен как радиационный тропосферный фронт или ночной тропосферный фронт. Обычное ночное явление, которое часто возникает в ясные безветренные ночи на суше. Радиационное охлаждение приводит к более прохладным и влажным условиям у поверхности, что формирует неглубокую инверсию. Эта инверсия обычно «сгорает» вскоре после восхода солнца. Из-за своей неглубокой природы радиационный тропосферный фронт часто повторяет рельеф местности.
ТРОПО ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ – Также известен как тропосфера низкого давления. Опускающийся воздух (тропосфера низкого давления) в системе высокого давления нагревается и высыхает по мере опускания. Часто холодный влажный воздух может задерживаться внизу, образуя инверсию. Тропосфера высокого давления может сохраняться в течение всего дня. Часто радиационная тропосфера возникает одновременно ночью, блокируя более удалённые сигналы от тропосферы высокого давления. В результате днём условия часто могут быть лучше.
ФРОНТАЛЬНЫЙ ТРОПО – Фронтальные инверсии можно наблюдать в области перед приближающимся тёплым фронтом, позади уходящего холодного фронта или к северу от квазистационарного фронта. Ненастная погода часто сопровождает фронты и может препятствовать образованию струйных течений. Из-за быстрого движения холодных фронтов холодные фронтальные тропосферные явления часто непродолжительны.
ТРОПО АДВЕКЦИИ – Тропоид адвекции бывает двух видов:
Тропоид адвекции тёплого воздуха Происходит, когда тёплый сухой воздух вытесняет более холодный влажный воздух (например, над недавно увлажнённой дождём землёй), что приводит к неглубокой инверсии.
Адвекция холодного воздухаТропо Это происходит, когда холодный влажный воздух вытесняет более тёплый и сухой воздух вверх. Это часто происходит вдоль северных и западных границ тропических циклонов, когда они продвигаются в умеренные широты.
ТРОПО ПОД УКЛОНОМ—возникает из-за спускающегося по склону воздуха, который нагревается и высыхает по мере спуска. Если уже существующая воздушная масса достаточно холодная, она может попасть в ловушку инверсии.
ДОЛИНА ТРОПО— Тёплый сухой воздух может вытеснить более холодный влажный воздух, скопившийся в долине под образовавшейся инверсией. Это отличается от радиационной инверсии, соответствующей рельефу местности, тем, что инверсия может сохраняться в течение всего дня, даже после того, как все радиационные эффекты исчезнут.
МОРСКОЙ ТРОПО – Также известен как морской Тропо, океанический Тропо или тропо с эффектом озера. Морской Тропо возникает, когда теплый сухой воздух преобладает над более прохладным водоемом. Морские инверсии часто простираются по всей ширине озер и могут простираться на тысячи миль над океаном. Он также распространяется в прибрежных районах с помощью морского или озёрного бриза. Морской тропо может усиливаться или сочетаться с другими типами, такими как тропо высокого давления. Обычно он достигает пика во второй половине дня, когда инверсия наиболее сильна. За пределами экваториальной зоны лучшее время года — весна и начало лета.
Испарительные каналы — это повсеместно встречающееся явление над водными объектами, которое влияет на микроволновые частоты. Они возникают из-за резкого снижения влажности над водой. Из-за их повсеместного распространения их не следует считать аномальным распространением (в смысле режима DX). Толщина этих поверхностных каналов варьируется от 0 до 30 м. Такая небольшая толщина позволяет работать только на частотах выше 3 ГГц. Испарительные каналы не распространяются вглубь суши. Радиомаяки и корабельные радары — это передатчики, дальность действия которых обычно увеличивается за счёт испарительных каналов. Иногда это вызывает трудности с интерпретацией радиолокационных отражений.
Более плотные инверсии и каналы, возникающие над или вблизи водоёмов и влияющие на частоты менее 3 ГГц, являются результатом погодных систем (как синоптических, так и мезомасштабных), формирующих морской тропосферный канал (упомянутый выше), тропосферный канал высокого давления и т. д. На микроволновых частотах другие тропосферные каналы также могут соединяться с вездесущими испарительными каналами и расширяться за их счёт.
Что подразумевается под «инверсией»?
В обычной тропосфере (нижнем слое атмосферы) температура снижается с увеличением высоты, а относительная влажность повышается. При инверсии происходит обратное: температура повышается с увеличением высоты и/или относительная влажность снижается с увеличением высоты.
Экзотические Тропосферные режимы DX
Вот несколько других тропосферных режимов, более редких и экзотических:
РАССЕИВАНИЕ ДОЖДЯ – Рассеивание из-за дождя в основном происходит в более высоких диапазонах УВЧ и микроволнового диапазона. Полоса очень сильного дождя на расстоянии может рассеивать или даже отражать сигналы. Этот эффект используется в метеорологических радарах. (Обратите внимание, что снег не является полезным отражателем.) Может показаться, что сигналы приходят не с того направления — со стороны полосы дождя, а не передатчика.
РАССЕИВАНИЕ ГРАДА – Аналогично рассеянию дождя, но вызвано градом.
РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ ЛЕДЯНЫХ ГРАНУЛ – называется «разбрызгивание мокрого снега». Похожа на разбрызгивание дождя, но вызвана ледяными каплями.
РАССЕЯНИЕ МОЛНИИ — Рассеяние при ударе молнии — это редко встречающийся режим, влияющий на УВЧ- и микроволновые частоты. Он очень похож на рассеяние при ударе метеорита (MS). Короткие вспышки приёма вызваны отражением от ионизированных следов, оставленных ударами молнии.
РАССЕИВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ — Вызвано отражением от самолётов. Рассеяние от самолётов чаще встречается в радиусе 16 километров от действующего аэропорта.