Modos de Propagação Troposférica

Por William R. Hepburn, DX Info Centre

Tradução: Alisson, PR7GA

A propagação troposférica é um tipo de propagação de rádio que ocorre na camada mais baixa da atmosfera da Terra - a troposfera. Está 100% relacionada ao clima. Um modo Tropo para DX é qualquer condição anormal que dispersa, reflete ou refrata os sinais de VHF, UHF e/ou microondas na troposfera, causando mudanças em sua trajetória normal. É também chamada de propagação anômala, ou AP na abreviatura em inglês. Como montanhas altas e cordilheiras formam uma barreira física à propagação troposférica, este fenômeno é mais raro em regiões montanhosas. Os desertos, por outro lado, são geralmente muito secos para formar as condições favoráveis aos modos troposféricos de longa distância.

Como os efeitos de refração e duto de ondas de rádio são similares àqueles que causam miragens visuais (diferenças de temperatura e umidade do ar), os sinais de longa distância recebidos via tropo podem ser considerados "miragens de rádio". Da mesma forma que os raios de luz são desviados e curvados formando uma miragem, os sinais de rádio que estão abaixo da linha do horizonte e portanto fora de alcance são refratados e podem chegar até o receptor. Um detalhe importante é que, devido à diferença nos comprimentos de onda, o horizonte de rádio está mais distante do que o horizonte visual. Portanto, os sinais de rádio alcançam distâncias maiores do que os raios de luz.

São seis os modos principais de propagação troposférica:

1) LINHA DE VISADA - também conhecido como onda terrestre. É o modo utilizado no dia a dia normal, onde as antenas receptora e transmissora podem “ver” uma à outra, levando em conta linha de visada de rádio. A figura 1 ilustra as condições normais em que o receptor está fora de alcance.


Figura 1.

2) DISPERSÃO TROPOSFÉRICA (TrS) - Uma condição bastante comum que conduz os sinais distantes além da linha normal de visão. A dispersão dos sinais ocorre quando existem irregularidades na troposfera. Essas irregularidades podem ser pequenas variações de temperatura ou umidade, como as que ocorrem ao redor de camadas de nuvens, nuvens individuais, correntes ascendentes, tropopausa (a fronteira entre a troposfera e a estratosfera), pequenas partículas e gotículas de chuva, névoa, neblina, poeira, fumaça, cinzas vulcânicas, ou até mesmo bandos de pássaros e grandes enxames de insetos.

3) SUPER-REFRAÇÃO TROPOSFÉRICA (TrE) - Também conhecido como Aprimoramento Troposférico ou Flexão Troposférica. A super-refração ocorre quando a baixa troposfera se divide em duas camadas bem definidas: uma camada seca e quente sobre uma camada úmida e fria. O limite entre essas duas camadas é chamado de inversão. Normalmente, na baixa troposfera, as temperaturas diminuem com a altura e a umidade aumenta com a altura – daí a razão por que elas são chamadas de inversões. Os sinais de rádio são desviados ou curvados quando eles atingem a faixa de inversão. Desta forma, ao invés de se perderem no espaço, os sinais podem viajar mais longe, alcançando lugares que normalmente estão além do horizonte de rádio e fora do alcance visual. A figura 2 ilustra a super-refração.


 Figura 2.

4) DUTOS TROPOSFÉRICOS (TrD) – Os chamados dutos ocorrem quando a super-refração se torna tão intensa que o sinal atinge o solo e então é refletido de volta para a inversão, para novamente ser refratado de volta à Terra, como num pingue-pongue. Ou seja, os sinais ficam presos em uma "camada de aprisionamento" ou duto. Quando o duto ocorre em terra, os sinais são refletidos com pouca intensidade. Porém, quando os sinais refletem na água (oceano / lago) sua intensidade é bem maior, aumentando o alcance.

Um dos efeitos colaterais dos dutos é o alcance reduzido dos sinais de rádio para aeronaves voando acima da inversão. Os aviões a jato passam dos 10.000m de altitude de cruzeiro, enquanto que a maioria dos dutos ocorre abaixo dos 3.000m. Acima desse nível, o ar começa a ficar muito rarefeito e assim as inversões não são intensas o suficiente para curvar e desviar os sinais de rádio. A figura 3 ilustra este fenômeno.

 


Figura 3.

5) DUTOS TROPOSFÉRICOS ELEVADOS - Nos casos em que a inversão ocorre numa altitude muito elevada acima do solo, pode acontecer que o ar com baixos níveis de umidade suba e se aloje abaixo da camada de inversão. Desta forma, três camadas distintas de massa de ar podem se formar - com a camada perto do solo permanecendo um pouco mais quente e mais seca do que o ar úmido frio mais alto. Isso resulta em um duto que fica localizado acima do nível do solo. Assim, embora os sinais do transmissor estejam sendo transportados a uma distância bem maior que o normal, os receptores em baixa altitude não poderão recebê-los. Apenas receptores com antenas em mastros altos ou em locais com altitude mais elevada que possam “tocar” o duto serão capazes de receber os sinais. Muitas vezes, o fenômeno também ocorre com o transmissor, já que os mastros altos ou locais elevados que tangenciam o duto têm acesso direto a ele. Embora a maior parte dos sinais aprisionados permaneça dentro do duto, eles podem ocasionalmente escapar, permitindo a recepção aleatória e irregular sob o duto. Frequentemente, os dutos longos podem consistir em porções próximas à superfície e porções mais elevadas. A figura 4 ilustra o fenômeno. 


Figura 4.

6) SUB-REFRAÇÃO TROPOSFÉRICA - Também conhecida coloquialmente como "Anti-Tropo". A sub-refração ocorre quando a baixa troposfera se torna instável com uma queda de temperatura maior do que o normal com a altura. Os sinais gradualmente são desviados para cima, resultando em um alcance reduzido. Porém, o nível de desvio dos sinais durante um evento extremo de sub-refração é muito menor do que o observado durante a super-refração extrema. A figura 5 ilustra a sub-refração.

Figura 5.

Principais tipos de Tropo, segundo a Meteorologia

1)  TROPO POR RADIAÇÃO - Também conhecido como Tropo por resfriamento radiativo ou Tropo Noturna. Um evento noturno comum que ocorre frequentemente durante noites claras e tranquilas em terra. O resfriamento radiativo e gradual do solo faz com que o ar fique mais úmido e frio perto da superfície, o que forma uma inversão superficial. Esta inversão geralmente some logo após o nascer do sol. Devido à sua natureza superficial, este fenômeno geralmente segue a topografia da terra. 

2 ) TROPO DE ALTA PRESSÃO - Também conhecido como Subsidência Tropo. Em um sistema de alta pressão, o ar é pressionado para baixo aquece e seca à medida que desce. Muitas vezes, uma camada de ar úmido e frio pode ficar presa embaixo, formando uma inversão. O tropo de alta pressão pode durar o dia todo. Freqüentemente, o tropo por radiação ocorre junto com o tropo de alta pressão à noite, bloqueando sinais mais distantes. Assim, as condições podem ser melhores durante o dia. 

3) TROPO FRONTAL - Inversões frontais podem acontecer na área à frente de uma frente quente que se aproxima, atrás de uma frente fria que de distancia ou ao norte de uma frente quase estacionária. O tempo ruim geralmente acompanha as frentes e pode dificultar a formação de dutos. Devido ao movimento rápido de frentes frias, os eventos de dutos geralmente são de curta duração. 

4) TROPO DESCENDENTE - Também conhecido como Chinook Tropo, Santa Ana Tropo, Fœhn Tropo, Bora Tropo, Zonda Tropo, etc. Downslope Tropo é causado pelo ar que desce por uma montanha que se aquece e dica mais seco à medida que desce. Se a massa de ar pré-existente estiver fria o suficiente, ela pode ficar presa sob uma inversão. 

5) TROPO POR ADVECÇÃO - Também conhecida como Tropo por admissão de ar quente. Ocorre quando o ar quente e seco fica por cima da terra úmida mais fria (exemplo: terra recentemente encharcada de chuva), resultando em uma inversão superficial.

6) TROPO DE VALE – O ar seco e quente pode ficar acima do ar úmido mais frio preso em um vale formando uma inversão. Isso é diferente da Tropo por Radiação, pois a inversão pode persistir durante todo o dia, muito tempo depois da dissipação de quaisquer efeitos radiativos. 

7) TROPO MARINHO - Também conhecido como Tropo Marítimo, Tropico Oceânico ou Tropo Efeito Lago. Ocorre quando o ar seco e quente fica acima de uma superfície de água mais fria. As inversões marinhas geralmente se estendem por toda a extensão dos lagos e podem se estender por milhares de quilômetros sobre o oceano. Ele também se estende nas áreas costeiras por meio da brisa vinda do mar ou do lago. O tropo marinho pode ser aumentado ou combinado com outros tipos, como o Tropo de alta pressão. Normalmente acontecem picos durante a tarde, quando a inversão é mais forte. Fora da zona equatorial, a primavera e o início do verão fornecem as melhores condições. 

Modos Exóticos Importantes

  Aqui estão alguns outros modos troposféricos que são mais raros e exóticos:

1) DISPERSÃO POR CHUVA (RS) - A dispersão de chuva ocorre principalmente nas bandas UHF e de microondas. Uma faixa de chuva muito intensa à distância pode espalhar ou até mesmo refletir sinais. Este fenômeno é utilizado para detectar chuva nos radares meteorológicos. Observe que a neve não é um bom refletor). Por conta da reflexão causada pela chuva, os sinais aparentam vir da direção da tempestade, e não da direção real do transmissor.

2) DISPERSÃO POR GRANIZO (HS) - Semelhante à Dispersão por Chuva, mas causado pelo granizo.

3) DISPERSÃO POR PRECIPITAÇÃO DE GELO (SS) - Conhecida como Dispersão por Precipitação nos Estados Unidos. Semelhante à Dispersão por Chuva, mas causado por pelotas de gelo que são como pedras minúsculas de gelo.

4) DISPERSÃO POR RELÂMPAGOS (LS) - Dispersão por raios é um modo raramente relatado que afeta sinais de UHF e microondas. É muito semelhante à Dispersão Meteórica (MS). Rápidas rajadas de sinais são recebidos, causadas pela reflexão destes sinais no caminho ionizado formado quando um raio cai.

5) DISPERSÃO POR AERONAVES (AS) - Causada por reflexão dos sinais em aeronaves. Este tipo de fenômeno é comum perto de aeroportos, até uns 15Km de distância deles.

Reflexão em colinas, montanhas, edifícios por si só não são considerados verdadeiros modos DX, uma vez que são fixos e previsíveis. No entanto, quando presentes em combinação com o tropo, eles podem ajudar a estender ainda mais o alcance do sinal.

Existem também condições na ionosfera que produzem a recepção distante através de um conjunto de modos diferentes. “Saltos” e dispersão ionosféricos "Saltar" não são causados ​​pelo clima, mas pela interação entre o Sol e a atmosfera externa da Terra, ou por objetos como meteoros (e possivelmente sprites de tempestade). Para mais informações sobre esses modos, consulte o artigo da Wikipédia sobre Propagação VHF-UHF . 

(Nota do tradutor: acesse também, em português, este endereço: https://fmtvdx.wordpress.com)

Fonte do artigo original: http://www.dxinfocentre.com/propagation/tr-modes.htm

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