Solarer Radioflussindex

Der solare Radioflussindex (englisch Solar Radio Flux, verkürzt Solar Flux, auch F10.7 index) ist die spektrale Flussdichte der solaren Radiostrahlung bei der Frequenz 2800 MHz, entsprechend einer Wellenlänge von 10,7 cm. Der solare Radioflussindex wird auch als 10,7-cm-Strahlung, Radioflussindex F_10.7, Covington-Index (CI) oder solarer Flux bezeichnet.

Monatliche Durchschnittswerte des solaren Radio-Flux mit Minimal- und Maximalwerten von 1994 bis 2010

Entwicklung verschiedener Sonnenparameter seit 1975

Minima der monatlichen Durchschnittswerte des solaren Radio-Flux seit 1950

Bedeutung

Der Radioflussindex ist proportional zur Sonnenaktivität. Er korreliert mit der Zahl der Sonnenflecken, ist aber einfacher zu messen als die Sonnenfleckenrelativzahl, die sich aus einer subjektiven, manuellen Zählung ergibt.[1] Entdeckt wurde der Zusammenhang von Arthur Covington, der seine Vermutung während einer Sonnenfinsternis 1946 bestätigen konnte.

Der Radioflussindex wird gemessen in Watt pro Quadratmeter und pro Hertz Bandbreite, manchmal in Jansky angegeben, meist aber in Solar Flux Units (sfu):[2]

\mathrm {1\,sfu=10^{4}\,Jy=10^{-22}\,{\frac {W}{m^{2}\cdot Hz}}}

Der solare Flux wird täglich von Stationen am Erdboden gemessen.[2]

Korrelation zur Sonnenfleckenrelativzahl

Die Radiowellenstrahlung der Sonne bei 10,7 cm Wellenlänge korreliert sehr stark mit der Sonnenfleckenrelativzahl R:[3]

F=67{,}0+0{,}572R+(0{,}0575R)^{2}-(0{,}0209R)^{3}

bzw.

R=1{,}61(F-67)-[0{,}0733(F-67)]^{2}+[0{,}0240(F-67)]^{3}

Die Werte beziehen sich auf die mittlere Entfernung Erde–Sonne, d. h. auf Frühling bzw. Herbst auf der Nordhalbkugel. Dadurch kann der Absolutwert von F (ergibt sich bei R=0) im Sommer, wenn die Erde auf ihrer elliptischen Bahn weiter von der Sonne entfernt ist, um fast 10 % kleiner als 67 sfu ausfallen.

Typischerweise liegt F bei niedriger Sonnenaktivität bei 70 sfu und erreicht im Sonnenfleckenmaximum teilweise über 200 Einheiten (vgl. Abbildungen).[4]

In der Literatur[5] findet man folgenden Zusammenhang zwischen R und F (in sfu):

F=63{,}7+0{,}73R+0{,}0009R^{2}

Verwendung

Der solare Radioflussindex wird u. a. zur Vorhersage der Ausbreitungsbedingungen im Kurzwellenfunk verwendet, da die Ionisation der Ionosphäre, die für die Rückreflexion der Kurzwellen zur Erde nötig ist, direkt mit der Sonnenaktivität zusammenhängt. Die solare Strahlung dieser Frequenz ist jedoch nicht selbst in der Lage, die Ionosphäre zu ionisieren. Dies erfolgt durch die solare Ultraviolett- und insbesondere Röntgenstrahlung. Aus diesem Grund wird der von Satelliten ermittelte Messwert des Röntgen-Flux als Grundlage für die Ionisation herangezogen.

Ein weiterer Grund für die Verwendung des solaren Flux zu Vorhersagezwecken ist seine Eigenschaft, durch Brechung um den Sonnenrand herumzuwandern.[2] Er dient zur Vorhersage aktiver Längengrade – aktiver Sonnenregionen, die sich noch auf der Rückseite der Sonne befinden, bald aber am Ostrand erscheinen.

Weblinks

Aktuelle Flux-Daten: NOAA: SWPC Real-time Monitor Displays
Geomagnetische Aktivität Prognose und Solar Service: BGS: Geomagnetic and Solar Activity Forecast Service

Einzelnachweise

Measuring Energy from the Sun. auf: Space Today Online
Wolfram Heß: Sonnenwetter-Fachbegriffe. (PDF; 288 kB) auf: Deutsche Welle.
IPS - The Sun and Solar Activity: The Ten Centimetre Solar Radio Flux - Umrechnung F10.7 in Fleckenrelativzahlen
DARC Funkwetterlexikon
Eine entsprechende Gleichung (mit SF statt F) steht in: Hans Rohrbacher, Theodore Cohen, George Jacobs: Kurzwellenausbreitung. Voraussage bis zum Jahr 2050. Frech-Verlag, Stuttgart 1985, S. 137. Als Quelle wird auf S. 154 genannt: F. G. Stewart, M. Lefkin: Relationship between Ottawa 10.7 cm Solar Radio Noise Flux and Zurich Sunspot Number. In: Telecommunication Journal. V. 39, No. III, 1972. Die genannte Gleichung findet sich auch in Gerd Klawitter: Ionosphäre und Wellenausbreitung. Zusammenhänge zwischen Sonne, Ionosphäre und weltweitem Funkempfang – Vorhersage von Ausbreitungsbedingungen – Funkprognosen. 3. Auflage. Siebel Verlag, Meckenheim 2000, S. 29.

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[SpaceToday-1] Measuring Energy from the Sun. auf: Space Today Online

[DeutscheWelle-2] Wolfram Heß: Sonnenwetter-Fachbegriffe. (PDF; 288 kB) auf: Deutsche Welle.

[3] IPS - The Sun and Solar Activity: The Ten Centimetre Solar Radio Flux - Umrechnung F10.7 in Fleckenrelativzahlen

[DARC-4] DARC Funkwetterlexikon

[5] Eine entsprechende Gleichung (mit SF statt F) steht in: Hans Rohrbacher, Theodore Cohen, George Jacobs: Kurzwellenausbreitung. Voraussage bis zum Jahr 2050. Frech-Verlag, Stuttgart 1985, S. 137. Als Quelle wird auf S. 154 genannt: F. G. Stewart, M. Lefkin: Relationship between Ottawa 10.7 cm Solar Radio Noise Flux and Zurich Sunspot Number. In: Telecommunication Journal. V. 39, No. III, 1972. Die genannte Gleichung findet sich auch in Gerd Klawitter: Ionosphäre und Wellenausbreitung. Zusammenhänge zwischen Sonne, Ionosphäre und weltweitem Funkempfang – Vorhersage von Ausbreitungsbedingungen – Funkprognosen. 3. Auflage. Siebel Verlag, Meckenheim 2000, S. 29.