クエリ: 太陽表面の爆発によって、地球を取り巻く電離層に異常が発生し、短波無線通信に障害が起きる現象を何という?
文章: デリンジャー現象 多くの場合、持続時間は数十分から数時間の程度であるがまれに数時間以上も続く場合もある。多くは太陽フレアが原因である。太陽フレアが発生すると太陽で発生するX線や紫外線が急増し、それらが電離層に到達することで電離層のD層の電子密度が増加する。通常の場合、短波(3 - 30 MHz)はD層を通過しF層で反射されるがこの現象が発生すると電子密度が増大したD層で短波が吸収されるようになり、長距離通信が不能となってしまう。短波よりも高い周波数の電波や中波などには影響は少ない。
文章: 表面波 表面の電気伝導度は、よりよく伝播する水のようなより伝導度が大きい表面とともに、地上波の伝播に影響する。表面の伝導度が大きくなると、散逸が小さくなる。屈折率は空間と時間の変化を受ける。地殻が完全な導体ではないので、地上波は、地球表面をたどると弱まる。 ほとんどの低周波の"長波"ラジオ長距離通信(30 kHzと300 kHzの間)は、地上波の電波となる。中波の伝播(周波数は300 kHzから3000 kHz)は、主に、地球の曲率にしたがって進む(地上波の)特徴がある。低周波では、 地上での損失は低く、低周波ではもっと低下した。VLFおよびLF周波数は、たいてい軍事通信、とりわけ船舶と潜水艦に用いられる。 表面波は超地平線レーダーに用いられていた。ラジオの発明において、表面波がもっぱら用いられた。初期の商用および専門的なラジオサービスはもっぱら、低周波で、地上を伝播する長波に頼っていた。これらのサービスが利用している界面で妨害があると、未熟で経験的な伝送はより高い周波数(HF)に限定され、それらの地上波の範囲が限られていたために、有用でないと感じられた。ほかに中波と短波の周波数で可能な伝播モデルの発見において、商用目的および軍事的目的におけるHFの利点は明らかとなった。この未熟な経験は認可されたこの範囲の周波数のみに限られた。 文章: 磁気嵐 磁気嵐(じきあらし、英: Magnetic-storm)とは、地磁気が通常の状態から変化し、乱れが生じること。 文章: 表面波 地上波は、地球表面またはその付近の電波伝播と言われている。これらの表面波もまた、漠然とノートン表面波、ツェネック波、ゾンマーフェルト波(英語ではgliding wavesとも呼ばれる)として知られている。 中波(時々"中周波数"と呼ばれる)における低い周波数、特にAM放送と、長波帯域(およびそれらより低い周波数であるその他のラジオ波)は、地上波として効果的に進む。なぜなら、それらは、その低い周波数にしたがって、 地球の形状によってより効果的に回折を受けるからである。電離層の反射も考慮に入れられている。電離層は太陽の状態にしたがってしばしば変化する一定のバンドの周波数を反射する。このように地上波の伝播を維持する界面を構成する屈折率が、地球には1つあり、大気は異なる屈折率を持つ。 空洞共振の横波は、空洞の中に閉じ込められた波動で生じた.特徴的な定在波のパターンである。この空洞が可能にする波長に相当する疎密波は、空洞の反射面からの多くの反射の後、干渉により強められる。 文章: 地球局 1961年(昭和36年)- 電波法施行規則に「地球の表面上にあるか又は地球の表面上の地点の間の飛行に限られた物体上にである無線局であつて、地球宇宙間の無線通信業務を行なうもの」と定義 1965年(昭和40年)- 定義が「宇宙局と通信を行ない、又は宇宙にある物体の電波の反射(電離層又は地球の大気圏内におけるものを除く。)を行なうため、地球の表面上(船舶及び航空機を含む。)に開設する無線局」と改正 引用の送り仮名、促音の表記は原文ママ 文章: 太陽フレア 太陽フレア(たいようフレア、Solar flare)とは、太陽における爆発現象。別名・太陽面爆発。 太陽で不定期に発生する爆発的な増光現象で、小規模なものは1日3回ほど、地球に影響を与えうるほど大規模なものは数年に一度程度発生している。大きな太陽フレアは白色光でも観測されることがあり、白色光フレアと呼ぶ。太陽の活動が活発なとき(特に太陽極大期)に太陽黒点の付近で発生する事が多く、こうした領域を太陽活動領域と呼ぶ。 「フレア」とは火炎(燃え上がり)のことであるが、天文学領域では恒星に発生する巨大な爆発現象を指している。現在では太陽以外の様々な天体でも確認されている。一例として、日本の国立天文台が運用するアルマ望遠鏡がプロキシマ・ケンタウリで観測した。 文章: 電波障害 送信所に向けてアンテナを設置しても、送信所が鎮守の森などのうっそうとした葉が茂る樹木にさえぎられると、木々や葉の間隔と電波の波長が近いためエネルギーが吸収され、利得が極端に落ち、デジタルではブロックノイズ、アナログではスノーノイズなどの現象が出る。解決方法はその樹木を伐採するか、別方向の山からの反射波を拾うか、別方向の中継局からの電波を拾う方法が考えられる。VHFの電波障害地域で特殊なVHFアンテナ(電波障害対策用アンテナ。障害が根本的に除去されるわけではなく完璧な対策ではない)を設置して解決する場合もある。送電線による受信障害は、VHFやFM放送に多く見られ、直進性の強いUHFではあまり見られない。 文章: オーロラ オーロラが引き起こした電磁場の変動により被害が出たこともある。例えば磁場の変動により変電所の変圧器に誘導電流が流れて壊れ、その結果停電が起きたり、パイプラインに誘導電流が流れて腐食したり、伝書鳩が正しい方向へ向かえなくなったりしたことがある。またオーロラの電流が通電する電離層は、電波が伝送・反射する領域でもあるため、オーロラとともに電波障害が起こり、航空機と空港の間で無線連絡が難しくなることもある。 さらにオーロラの電流により電離層の大気が誘導加熱され、熱も出る。上記のオーロラ発電機の出力はこの熱から算出されたものである。オーロラの熱が赤道近辺まで届く大気振動を起こしていることも分かっている。オーロラの熱が水平方向に伝播して気圧配置に関わる可能性も指摘されているが、あまり研究は進んでいない。 オーロラに伴って発生した熱によって大気が膨張し、そこへ人工衛星が突入することがある。大気の密度の違いによって、膨らみに突入した人工衛星の軌道が変わり、墜落したことも何度かある。 文章: 銀河宇宙線 銀河宇宙線は有人宇宙船による惑星間旅行計画を阻害する最も重要な障壁の一つである(en:Health threat from cosmic raysを参照)。 文章: 電離層 電波は電離層に入射すると、電離層により吸収、屈折、反射される。それぞれの割合は、電離層の電子密度、電波の周波数、電波の入射角に依存する。電波の入射角が全反射の条件を満たすと入射したエネルギーが吸収も屈折もされることなく、すべて反射されることがある。これは空気から水に入った光が吸収されたり反射したり屈折したりする現象とほぼ同様である。電離層が電波を反射する条件が整った場合、地上からやってきた電波が電離層に入射すると、今まで通ってきた空気中よりも電子の数が急激に増すため、電波はそのスピードを失う。最終的に電波は電離層に反射させられ、再び地上に戻ってくる。電離層への入射角により、電波の一部は電離層により吸収されたり、屈折して宇宙空間に伝わったり、反射されたりする。 電波が電離層を透過する際に受ける減衰を第一種減衰、電離層を反射する際に受ける減衰を第二種減衰という。反射による減衰が急激に増加する周波数を最高使用周波数 (MUF) といい、短波ではその85%の周波数を最適使用周波数 (FOT) としている。最適使用周波数では電離層反射を最も効率的に利用でき、遠距離通信に適しているが、コンディションが変化して最高使用周波数が低下すると、突然電離層反射が利用できなくなることも起こり得る。 電離層に対する電波の入射角を θ {\displaystyle \theta } とする。電波が電離層に対して垂直に入射した場合に ( θ = 0 {\displaystyle \theta =0} ) 反射される最大の周波数(臨界周波数)を f 0 {\displaystyle f_{0}} とすると、電波が電離層に対して斜めに入射した場合には、反射される最大の周波数は f 0 sec θ {\displaystyle f_{0}\sec \theta } となる。正割の関係があることから正割法則(セカント法則)と呼ぶ。 文章: 火星の植民 地球との通信は、火星の地平線上に地球が存在する半火星日の間は比較的簡単に行える。また、NASAはいくつかの火星周回機により通信を中継しているので、火星は既に通信衛星を持っていると言える。これらは植民が行われる遥か以前に使えなくなると思われるが、その頃にはまた別の通信衛星が使われているはずである。 会合周期の一部の日、つまり太陽が火星と地球の間に入り一直線になる外合の前後の約2週間は、地球との直接通信は困難になる。また、光の速さには限りがあるため、通信が1往復するまでに、最接近時で6.5分、外合時では44分のタイムラグが発生する。このため、地球とのリアルタイムな音声会話は不可能である。しかし他のコミュニケーション手段、例えばEメールや音声メールを用いることは、若干の不便を伴うにしても可能である。 普通のトランシーバーは見通し距離以上に届くはずである。火星の高層大気にも、地球の高層大気と同様に電離層が存在するものの、地球での場合と同じように、火星でも電離層を利用して火星表面の遠く離れた地点間での長距離短波通信が、果たしてどの程度行えるのかは未だはっきりしていない。 文章: マルチパス 1つは地球の表面を最短距離で結ぶ経路でショート・パスといい、もう1つは地球の裏側を通る経路でロング・パスという。また、地球を1 - 2周した電波が到達することもある。送信点からの電波が、ショート・パス、ロング・パス、地球を1 - 2周、といった複数の経路で伝わってきた場合、伝播距離の差により受信点ではこだまのように聞こえる。これはエコーとして知られている。短波を用いた通信で、送信点と受信点とが互いに対蹠点にある場合、どの方位からでも同じ距離の無数の伝播経路が存在するため、比較的安定した通信ができる(地形によるものなど、マルチパスがなくなるわけではない)。これを対蹠点効果(たいせきてんこうか)という。受信電界の振幅や位相の変動を確率的に表すものとして、レイリー分布が使用される。このモデルに従うフェージングをレイリー・フェージング(英語版)という。 文章: 火星の植民 火星は地球に見られるような全惑星規模の強い地磁気を持っていない。このことは薄い大気と相まって火星表面に到達する電離放射線の量を増やすことになる。マーズ・オデッセイは、搭載された火星放射線環境測定機器 (MARIE) によって人間への危険がどの程度かを測定した。その結果、火星周回軌道上は国際宇宙ステーションと比べて放射線のレベルが2.5倍も高く、平均で22mrad/日(220μGy/日、または0.8Gy/年)であることがわかった。3年間このレベルの放射線に晒された場合、現在NASAが採用している安全基準の限界付近まで到達する。ただし、火星表面では大気による吸収によって放射線レベルは多少低くなるだろうし、高度やその地方に固有な磁場によって、大きな地域差が生じている可能性もある。地表に設置される住居や作業場は火星の土を使って保護することができ、屋内で過ごしている間は被曝を大きく減らすことができる。 太陽フレアに伴って起こる荷電粒子の放出現象(英語版) (SPE) は大量の放射線を発生させる。火星の宇宙飛行士は、より太陽に近い軌道にあるセンサーによってSPEの警告を受け、火星に放射線が到達する前にシェルターに避難すればよい。だが、SPEには指向性があるらしく、火星軌道上のMARIEによって観測されたが地球では検出されないものもあった。つまり、太陽から見て地球と火星が違う方向にあるときにSPEが起きて火星の方向へ粒子が放出された場合は地球ではこれを探知できず、火星は何の前触れも無く放射線に襲われることになる。したがって、火星を脅かす全てのSPEを確実に探知するには、太陽の周囲を取り巻くSPE観測機のネットワークを構築する必要がある。 宇宙放射線について知らなければならないことはまだ多く残っている。2003年、NASAのジョンソン宇宙センターは新たにNASA宇宙放射線研究室 (NSRL) を開設し、ブルックヘブン国立研究所とともに加速器を活用して、宇宙放射線のシミュレーションを行っている。この施設では宇宙線を防護する技術を開発するとともに、宇宙線が生物へおよぼす影響についても研究する。 文章: 雷 この2次電子が更なる電子雪崩を引き起こし、持続的な放電現象となって下層へ向って稲妻が飛んでいく。また、下層の負電荷が蓄積されると、今度は地面では正の電荷が静電誘導により誘起される。この両者の間でも、電位差がある一定を超えると放電が起きる。これらの放電は、大気中を走る強い光の束として観測される。1回の放電量は数万 - 数十万A、電圧は1 - 10億V、電力換算で平均約900GW(=100W電球90億個分相当)に及ぶが時間にすると1/1000秒程度でしかない。エネルギーに換算するとおよそ900MJであり、もし、無駄なくこの電力量をすべてためることができるなら、家庭用省電力エアコン(消費電力1kW)を24時間連続で使い続けた場合、10日強使用できる。 文章: 中波 伝播の特徴として、電離層D層のあらわれる昼間は、D層に吸収されるという性質がある。このため、昼間は地表波のみ有効で比較的近距離(ただし、超短波などに比べれば伝播距離は長い)しか届かないが、夜間は、D層が消滅しE層で反射するため電離層反射波により遠距離まで到達する。そのため、夜間は昼間より遠方に届くのが利点となるが、混信が問題という欠点ともなる。中波放送・路側帯ラジオ・船舶無線・航空無線航行・アマチュア無線などに利用される。 文章: 核爆発の効果 核爆発によって発生したガンマ線は大気中の分子に作用し、コンプトン効果により自由電子を作り出す。これらは電磁パルスとなり、アンテナ・ケーブルなどを通じて、防護されていない電子機器を使用不能とする。低層大気圏中においては、濃密な大気の影響によりその影響は限定的となるが、高層大気圏中における核爆発においては、ガンマ線がより遠くに届くこともあり、広範囲に影響を与えるものとなる。これにより、情報通信機器への障害が発生すると考えられている。 核反応に伴って中性子線、ガンマ線、アルファ線などの電離放射線が放出される。放射線の強度は、爆心地ほど強く、距離が離れるに従い、その強度は急速に減衰する。減衰度は種類によって異なり、ガンマ線は中性子線より減衰度が小さい。そのため、爆心地付近においては放射線中の中性子線の占める割合がガンマ線より高いが、爆心地から離れるに従いガンマ線の割合が高くなり、より遠距離までガンマ線が到達する。 人間は短期間に600レム(6シーベルト)の線量を浴びれば致命的な病気を発生させ、数週間のうちに絶命すると推測されている。450レムであれば被爆者全体の半数が致命的な病気にかかり命を落とすが、半数が生き残り、300レムならば被爆者の10%が死亡し、50レム - 200レムならば眩暈や抵抗力が低下するなどの症状が現れ、50レム以下ならば自覚症状はないが、何らかの損傷を負っている可能性が高い。遺伝的な影響も懸念されるが、放射線影響研究所(RERF)による約12,000人を対象にした調査によると、被爆2世への遺伝的な影響を示す証拠はない。ただし、放射線と生体の影響については科学的な論争が存在する。