Alertas Geofísicos

Uma forma de se manter informado a respeito das condições de propagação no tocante às variações da atividade solar é através dos alertas geofísicos. Os alertas são atualizados a cada três horas, e transmitidos pelas estações de sinal horário WWV e WWVH, respectivamente aos 18 minutos e aos 45 minutos de cada hora, tendo cada transmissão a duração de 45 segundos, em idioma inglês.

Os alertas geofísicos apresentam três conjuntos de dados que permitem a descrição do ambiente solar-terrestre: a informação mais recente, um resumo da atividade nas 24 horas anteriores, e uma previsão para as 24 horas seguintes. A seguir, é apresentado o formato básico das transmissões, assim como o significado dos parâmetros e termos utilizados.

Formato da transmissão, para cada conjunto de dados

• Informação mais recente:

  "Solar-terrestrial indices for [UTC date] follow: Solar flux [number] and (estimated) Boulder A index [number]. Repeat, solar flux [number] and (estimated) Boulder A index [number]. The Boulder K index at [UTC time] on [UTC date] was [number] repeat [number]."

• Atividade nas últimas 24 horas:

  "Solar activity was {very, low, moderate, high, very high}, the geomagnetic field was {quiet, unsettled, active, minor storm, major storm, severe storm}."

• Previsão para as 24 horas seguintes:

  "Solar activity will be {very, low, moderate, high, very high}, the geomagnetic field will be {quiet, unsettled, active, minor storm, major storm, severe storm}."

Fluxo Solar, Índice A, Índice K

Os dados que compreendem a informação atual são o índice de fluxo solar, o índice A, o índice K, além da hora UTC e da data UTC atuais. Valores maiores do fluxo solar e valores menores de A e K, indicam as melhores condições, tipicamente.

Fluxo Solar

Medida da intensidade das emissões solares de rádio em 2,8 GHz (ou 10,7 cm, em comprimentos de onda, por isso também sendo conhecido como 10.7cm Radio Flux). Esta emissão solar de rádio tem sido proporcional à atividade das manchas solares. Além disso, o nível das emissões solares de raios-X e de raios ultravioleta é responsável pela ionização das camadas superiores da atmosfera, produzindo as camadas ionizadas envolvidas na propagação de rádio a longa distância. O fluxo solar é expresso em unidades de fluxo solar (s.f.u. - solar flux unit), e varia desde um mínimo teórico de aproximadamente 67 até valores observados acima de 300. Valores baixos predominam durante os mínimos do ciclo de manchas solares de onze anos, aumentando à medida que o ciclo evolui, sendo o fluxo solar médio uma boa estimativa do comportamento do ciclo a longo prazo. Uma unidade de fluxo solar equivale a 10^-22 W/m² /Hz.

Índice A

Medida quantitativa média da atividade geomagnética a partir de uma série de medidas físicas. As diferenças entre a atual orientação da magnetosfera e a orientação em condições de "calmaria" ("quiet") são comparadas por magnetômetros. O índice A provê uma ilustração a longo prazo da atividade geomagnética usando medidas médias ou em um certo intervalo de tempo, ou a partir de estações em partes variadas do globo terrestre, ou ambas. Os valores do índice A são obtidos em vários passos. Inicialmente, um magnetômetro fornece um índice K para a estação. O índice K é ajustado conforme a localização geográfica da estação de forma a produzir um índice a para um período de três horas. Finalmente, o índice A geral é obtido a partir da média de um conjunto de índices a. O índice a é obtido a partir do índice K de três horas de acordo com a seguinte tabela:

Nos alertas geofísicos, o que é anunciado na verdade é o índice Boulder A. O valor reportado deste índice é o índice A de 24 horas obtido a partir dos índices K de três horas registrados em Boulder. Sua primeira estimativa ocorre às 18 UTC, a partir dos seis índices Boulder K registrados até o instante no dia, e a previsão para os dois índices K restantes. Às 21 UTC o próximo índice K observado é medido, e o valor estimado do índice A é atualizado. É utilizada a expressão "estimated" para os anúncios de 18 UTC e 21 UTC, pois o valor anunciado é estimado. Para os anúncios a partir de 0 UTC no dia seguinte o valor atual do índice Boulder A é usado, até às 18 UTC, quando uma nova estimativa é realizada, e assim por diante.

Índice K

Resultado da comparação da orientaçãao e intensidade atuais do campo geomagnético com os valores que seriam obtidos em condições de "calmaria" ("quiet"). As medidas são efetuadas por magnetômetros para um período de três horas, em estações em todo o globo terrestre, sendo cada medida ajustada de acordo com as características geomagnéticas de cada localidade. Os valores do índice K variam de 0 a 9, em uma escala quase-logarítmica, proporcionalmente ao aumento dos distúrbios do campo geomagnético:

Atividade Solar e Geomagnética

Tanto as condições para as últimas 24 horas quanto a previsão para as 24 horas seguintes são reportadas por termos que identificam os estados da atividade solar e do campo geomagnético. O que difere, em cada estado, é o conjunto de dados utilizados para a determinação do termo apropriado. Por exemplo, para fazer a previsão para as 24 horas seguintes são utilizados dados da atividade atual, eventos recentes, e o estado do ciclo de manchas solares. A seguir, o significado de cada estado, e de cada termo utilizado.

Atividade Solar

Medida da energia liberada na atmosfera solar, geralmente observada por meio de detectores de raios-X em satélites terrestres em órbita. Diferentemente das medidas de fluxo solar a longo prazo, os dados de atividade solar provêem uma visão geral das emissões de raios-X que excedem determinados níveis.

Os cinco termos utilizados correspondem aos seguintes níveis de emissões de raios-X observados (ou preditos) para um período de 24 horas:

Os dados da atividade solar provêem uma visão geral das emissões de raios-X que podem ter efeitos na qualidade da propagação em ondas curtas. Erupções de raios-X maiores podem produzir ionização imediata e extensiva nas camadas inferiores da ionosfera, que podem aumentar rapidamente a absorção de sinais de ondas curtas, conduzindo a desvanecimentos do sinal recebido, principalmente nas baixas freqüências.

Uma explosão solar (ou labareda) pode ser classificada em termos do módulo da intensidade de pico de explosão (I) medida na superfície terrestre na faixa de comprimento de onda de 0,1 a 0,8 nm. Um multiplicador é utilizado para indicar o nível em cada classe. Por exemplo: M6=6x10-5 W/m2. A tabela abaixo mostra as diferentes classes em termos do valor de pico.

classe pico (W/m2) B I < 10-6 C 10-6 < I < 10-5 M 10-5 < I < 10-4 X I > 10-4

Atividade Geomagnética

As variações naturais no campo geomagnético podem ser avaliadas utilizando um conjunto de seis termos padrão. Tais termos correspondem à variação dos índices A e a comentados anteriormente. Um aumento na atividade geomagnética corresponde a perturbações maiores do campo geomagnético como resultado de variações no vento solar e a emissão de partículas solares mais energizadas.

Os seis termos usados, determinados conforme a faixa de variação do índice A (apresentada na coluna central) para um período de 24 horas, são apresentados abaixo:

No que se refere às emissões em ondas curtas, uma alta atividade geomagnética tende a degradar a qualidade das comunicações devido ao fato de os distúrbios no campo geomagnético reduzirem tambéem as capacidades da ionosfera em propagar sinais de rádio. Na zona boreal e nos arredores, a absorção de energia na camada D da ionosfera pode aumentar dramaticamente, especialmente nos segmentos inferiores do espectro de alta freqüência. Nas latitudes médias os distúrbios geomagnéticos podem diminuir a densidade de elétrons na ionosfera, assim como a freqüência máxima que pode ser propagada.

Períodos extensos de atividade geomagnética, conhecidos como tempestades geomagnéticas, podem durar dias. O impacto na propagação das ondas de rádio durante as tempestades dependem do nível de fluxo solar e do nível de gravidade do distúrbio geomagnético. Durante algumas tempestades geomagnéticas podem ocorrer distúrbios globais na ionosfera, que recebem o nome de tempestades ionosféricas. Quando ocorrem, podem afetar a propagação ionosférica via camada F. A propagação em baixas latitudes pode ter melhorias, em contrapartida à propagação em latitudes médias. Tempestades ionosféricas podem ou não acompanhar a atividade geomagnética, dependendo de fatores como a severidade da atividade, seu histórico recente, e o nível do fluxo solar. Durante tempestades geomagnéticas menos severas os sinais de rádio das regiões equatoriais são bem menos afetados, especialmente nas faixas tropicais de 60 metros e de 90 metros. Por soa vez, os sinais de freqüências mais altas são os primeiros a desvanecerem.

Outras Fontes de Informação

Existem outras fontes de informação, além das transmissões da WWV e WWVH. Na Internet, há variados sítios que fornecem o estado atual da atividade solar e da atividade geomagnética. Um exemplo é o sítio N3KL. Um monitor da atividade solar, que pode ser incluído em qualquer página web, fornece as condições solares atuais, em termos do estado dos raios-X solares e do estado do campo geomagnético. Programas como o RLDB (Radio Listener's Database) também fornecem os valores de fluxo solar e dos índices A e K, coletando essa informação no sítio do NOAA.

Bibliografia consultada:

• The Solar Guide: How to Use Geophysical Alert Broadcasts: guia on-line do web site da Radio Nederland, com informação sobre como interpretar e utilizar os dados disponibilizados nas transmissões de alertas geofísicos.