Ionosphäre Klasse A

Die energiereiche UV-Strahlung der Sonne schlägt Elektronen aus den Gasmolekülen heraus. Zurück bleiben freie Elektronen und Ionen — und genau diese freien Elektronen brechen die Funkwellen.

Kniff: Zwei Stellen entscheiden: UV (nicht Infrarot) und ionisiert (nicht aktiviert). Infrarot ist Wärmestrahlung und hat viel zu wenig Energie, um Elektronen herauszuschlagen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• Die von der Sonne ausgehende Infrarotstrahlung ionisiert - je nach Strahlungsintensität - die Moleküle in den verschiedenen Regionen. – Infrarot ist Wärmestrahlung. Ihre Quanten haben nicht genug Energie zum Ionisieren.
• Die von der Sonne ausgehende Infrarotstrahlung aktiviert - je nach Strahlungsintensität - die Sauerstoffatome in den verschiedenen Regionen. – Zweimal daneben: falsche Strahlungsart und ein Vorgang, den es so nicht gibt.
• Die von der Sonne ausgehende UV-Strahlung aktiviert - je nach Strahlungsintensität - die Sauerstoffatome in den verschiedenen Regionen. – Die Strahlungsart stimmt, aber es werden nicht Sauerstoffatome "aktiviert" — es werden Elektronen freigesetzt, und nur die wirken auf die Funkwellen.

Der solare Flux wird bei 2800 MHz gemessen, also im Gigahertzbereich — es ist eine echte Messung der Sonnenstrahlung und keine gezählte Größe. Werte über 100 bedeuten gute Bedingungen auf den höheren Bändern.

Kniff: Zwei Angaben müssen zusammen stimmen: gemessen im GHz-Bereich (nicht abgeleitet aus der Sonnenfleckenzahl) und die Schwelle 100 (nicht 60). Die Sonnenfleckenrelativzahl R ist eine andere Größe — sie wird gezählt, nicht gemessen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• wird aus der Sonnenfleckenrelativzahl R abgeleitet und ist ein Indikator für die Aktivität der Sonne. Fluxwerte über 60 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern. – Der Flux wird gemessen, nicht abgeleitet — und die Schwelle für gute Bedingungen liegt bei rund 100.
• ist die gemessene Energieausstrahlung der Sonne im Kurzwellenbereich. Fluxwerte über 60 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad in der Ionosphäre und zu einer erheblich verbesserten Fernausbreitung auf den höheren Kurzwellenbändern. – Gemessen wird bei 2800 MHz, also im Gigahertzbereich. Und die genannte Schwelle von 60 ist zu niedrig.
• wird aus der Sonnenfleckenrelativzahl R abgeleitet und ist ein Indikator für die Aktivität der Sonne. Fluxwerte über 100 führen zu einem stark erhöhten Ionisationsgrad der D-Region und damit zu einer erheblichen Verschlechterung der Fernausbreitung auf den Kurzwellenbändern. – Die Richtung stimmt nicht: Ein hoher Flux verbessert die Fernausbreitung, er verschlechtert sie nicht.

Die D-Region ist die unterste ionisierte Schicht, in rund 50 bis 90 km Höhe. Sie reflektiert nicht, sie dämpft — und das umso stärker, je tiefer die Frequenz.

Kniff: Die Reihenfolge von unten nach oben: D um 50 bis 90 km, E um 90 bis 130 km, F1 um 130 bis 200 km, F2 um 250 bis 450 km. Vier Fragen, eine Reihe.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 130–200 km Höhe. – Das ist die F1-Region.
• 250–450 km Höhe. – Das ist die F2-Region.
• 9–130 km Höhe. – Der obere Wert gehört zur E-Region, und 9 km liegen noch in der Troposphäre — dort ist gar nichts ionisiert.

Die E-Region liegt in rund 90 bis 130 km Höhe, also unmittelbar über der D-Region.

Kniff: In dieser Höhe entsteht auch Sporadic E — die stark ionisierten Wolken, die im Sommer plötzlich UKW-Verbindungen ermöglichen.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 250–450 km Höhe. – Das ist die F2-Region.
• 50–90 km Höhe. – Das ist die D-Region, die darunterliegende.
• 130–200 km Höhe. – Das ist die F1-Region, die darüberliegende.

Die F1-Region liegt bei Tage in rund 130 bis 200 km Höhe. Nachts verschwindet sie und vereinigt sich mit der F2-Region.

Kniff: F1 gibt es nur am Tag. Deshalb steht in der Frage ausdrücklich "während der Tagesstunden" — nachts spricht man einfach von der F-Schicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 200–450 km Höhe. – Das ist der Bereich der F2-Region.
• 90–130 km Höhe. – Das ist die E-Region.
• 50–90 km Höhe. – Das ist die D-Region.

Die F2-Region ist die höchste und für Weitverkehr wichtigste Schicht: im Sommer bei Tage in rund 250 bis 450 km Höhe.

Kniff: Je höher die reflektierende Schicht, desto weiter reicht ein Sprung. Deshalb schafft die F2-Region bis zu 4000 km, die tiefer liegende E-Region nur rund 2200 km.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 50–90 km Höhe. – Das ist die D-Region.
• 130–200 km Höhe. – Das ist die F1-Region.
• 90–130 km Höhe. – Das ist die E-Region.

Die F1-Region liegt unter der F2-Region. Sie kann eine Welle bereits zurückwerfen, bevor diese die F2-Region erreicht — und damit den weiten Sprung verhindern.

Kniff: Was zuerst kommt, entscheidet. Für den Weitverkehr will man die F2-Region erreichen; jede Schicht darunter, die schon bricht, verkürzt den Sprung.

Warum die anderen nicht stimmen:

• erwünscht, weil sie durch zusätzliche Reflexion die Wirkung der F2-Region verstärken kann. – Zwei Reflexionen ergeben keinen weiteren Sprung, sondern einen kürzeren — die Welle kehrt früher um.
• nicht von großer Bedeutung, weil sie vor allem für die höheren Frequenzen durchlässig ist. – Sie ist sehr wohl von Bedeutung, nur eben störend.
• von großer Bedeutung, weil sie die Dämpfung in der E-Region senkt und damit die Sprungdistanz vergrößert. – Die F1-Region kann die Dämpfung einer anderen Schicht nicht verringern. Die Begründung ist erfunden.

Je stärker die Sonneneinstrahlung, desto weiter oben liegt das Maximum der Ionisation. Im Sommer zur Mittagszeit steht die Sonne am höchsten und strahlt am längsten — dann ist auch die F2-Region am höchsten.

Kniff: Sonne hoch heißt Schicht hoch. Und je höher die Schicht, desto weiter der Sprung — deshalb sind Sommermittage für bestimmte Strecken besonders günstig.

Warum die anderen nicht stimmen:

• im Frühjahr und Herbst zur Dämmerungszeit. – Die Übergangsjahreszeiten bringen oft gute Ausbreitungsbedingungen, aber nicht die größte Höhe.
• im Winter zur Mittagszeit. – Im Winter steht die Sonne tiefer und kürzer — die Schicht bleibt niedriger.
• im Sommer um Mitternacht. – Nachts fehlt die Sonneneinstrahlung ganz. Die Ionisation und mit ihr die Höhe gehen zurück.