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PROPAGACIÓN TROPOSFÉRICA, Análisis.

Las estaciones marítimas equipadas con AIS, los aviones con ADS-B, y los radioaficionados con APRS y LORA, son balizas constantes que nos sirven para el análisis de las condiciones de tropo en VHF/UHF.
Es una práctica común que los radioaficionados tengamos una pequeña estación receptora de AIS, o de APRS, para tener una idea de las condiciones actuales de propagación.
Si bien el WSJT-X junto a PSK-Reporter son una herramienta inmejorable en este aspecto, ya que podemos saber dónde está llegando nuestra señal, no siempre hay estaciones a la escucha, al igual que no estamos realizando TX de forma 24/7. Atrás quedan los años de escucha de las balizas microwaticas de CW…

Para las operaciones en estación fija, basta con monitorizar las condiciones mediante las diversas páginas web sobre AIS/APRS o PSKreporter, pero ¿cómo podemos preparar nuestra expedición en portable para intentar realizar un QSO difícil, o para participar en un concurso de manera más eficiente?
El análisis por capas es una solución que expongo a continuación.

Tipos de conducto troposférico

Existen 2 tipos de conducto troposférico empleados por los radioaficionados para hacer comunicados a larga distancia o DX en VHF/UHF/SHF, los resumo brevemente:

Conducto marino: Es el conducto formado por dos capas diferentes de aire.
Las ondas electromagnéticas se quedan atrapadas en él, venciendo la curvatura de la tierra.
En superficie se encuentra una capa húmeda y fría, mientras que al ascender en altitud, nos encontramos con una inversión térmica y una capa cálida y seca. Este fenómeno se produce con frecuencia en el Atlántico Este muy frecuentemente en verano, cuando el anticiclón de las Azores se encuentra estable y fuerte.
En la siguiente figura se ve un esquema de este conducto.

Conducto Marino

Conducto Elevado: Es aquel formado por 3 capas, por orden ascendente
( Seca y fresca / Húmeda y fría / Cálida y seca).
Las ondas electromagnéticas quedan atrapadas en esta segunda capa, venciendo igualmente la curvatura de la tierra.
En este escenario, es mucho más eficiente que ambas estaciones estén en las altitudes comprendidas del conducto, y no como en el esquema siguiente:

Conducto elevado

En el micromeet 2021 realicé una pequeña exposición sobre las condiciones en el atlántico y su relación con la condiciones atmosféricas. El video completo lo pueden encotrar aquí:

La teoría de capas demostrada gracias al AIS.

Durante el año pasado, mientras monitorizaba mi estación receptora de AIS, me percaté de que el conducto que estaba observando era elevado. Mi estación se encuentra a 420 m. sobre el nivel del mar, y durante ese día sólo pude recibir estaciones costeras en Portugal y Galicia cuyas antenas se encontraban en montañas sobre los 300m.

Conducto elevado. Estaciones costeras de La Guardia(305m.) / Detrelo da Malhada (1027m.) / Serra do Funchal (427m.)

La altitud sobre el nivel de mar las pude calcular gracias a las coordenas geográficas de las balizas recibidas junto a google earth. Las 3 estaciones de la imagen son las siguientes:

La Guardia
Detrelo da Malhada
Serra do Funchal

Un día posterior, el conducto se mostraba meramente marino:

Conducto marino.

Tras esta experiencia, mis inquietudes se desviaron a realizar una herramienta que permitiera distinguir los conductos troposféricos con las herramientas presentes.

Recopilación y procesado de datos

Los sistemas antes citados nos permiten saber las condiciones en diversas capas:

  • AIS : Barcos, superficie marina ( 162 Mhz- VHF)
  • AIS: Estaciones costeras , medianías 200-1500m ( 162 Mhz- VHF)
  • ADS-B: Aviones , altura +4000m ( 1.090 Mhz – UHF)
  • APRS: Todas las alturas (144.800 Mhz R1/144.390 Mhz NA/145.575 Mhz SA)
  • LORA : Todas las alturas ( 433.975 Mhz – UHF QRP)

Para la recopilación de los datos, el primer problema es la interpretación de cada protocolo. Aquí hago especial mención a Ian Renton, que diseñó un programa en Java que recopila los datos y le da formato Json, diferenciando estaciones APRS/BARCOS/ESTACIONES COSTERAS / AVIONES.
Con parte de la tarea ya realizada, lo siguiente era procesar los datos.
Mediante Python pude realizar varios programas para procesar esta información y generar los mapas que albergo en mi web, y que se muestran a continuación:

Mapa de densidad. Actualizado
Mapa de ploteos. Actualizado
Mapa polar con tipos de objetivos.Actualizado
Los 100 mayores DX del día. Actualizado

Mapa en vivo https://ea8cxn.github.io

Otra parte importante es poder guardar estas recepciones diarias para futuros análisis en el tiempo. Python me ha brindiado esa posibilidad y guardo LOGS cada media noche, así como reestablecer a cero los contadores y mapas.

APRS, un mundo sin consenso.

Con el APRS nos encontramos el problema de que no existe una frecuencia consensuada global, ni siquiera continental.

Mapa de frecuencias APRS de G6UIM

Debido a que los contactos transatlanticos han sido realizados en las dos temporadas anteriores, cubriendo distancias superiores a 5.000Km en VHF, es de vital importancia monitorizar este tráfico para estudiar estos conductos.
La implementación de la escucha en varias frecuencias se realiza de forma económica hoy en día gracias al bajo coste de los SDR. En esta etapa me encuentro, añadiendo SDRs para monitorizar al menos las 3 frecuencias que son importantes desde Canarias.

Estado actual

En estos momentos, en el banner de la derecha de mi web www.ea8cxn.es , encontrarán los mapas arriba expuestos, actualizados cada 10 minutos, y un mapa en tiempo real de las estaciones recibidas. Todo ello lo hacen de forma autónoma varias Raspberry Pi, y una Raspberry Pi4 que es la encargada de procesar y realizar los mapas para albergarlos en la web.
Me queda un largo camino para mejorar la interpretación de los datos, así como generar avisos de forma automática cuando los conductos sean marinos o elevados, pero dicha tarea es meramente cosmética, esperando tenerlas operativas en breve.

César Regalado
EA8CXN

2 thoughts on “PROPAGACIÓN TROPOSFÉRICA, Análisis.

  1. Estimado César,

    He leído tu EXCELENTE artículo que recientemente has publicado.

    A título personal (EA8AB) me parece PERFECTO, no tengo duda alguna sobre tu valía como radioaficionado y donde, tú de manera humilde, te quitas méritos sobre tus experiencias personales tanto a nivel de radio como de marino y, donde por muchas explicaciones que des, hay algunos pocos que siguen pensando que la tierra es plana.

    FELICIDADES por explicar de una manera clara y sencilla los distintos tipos de propagación troposférica marina.

    Espero en breve que puedas realizar un video para que otros muchos colegas conozcan tus investigaciones

    Atentamente,

    Victor Albertos – EA8AB

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