La propagación anómala (a veces abreviada como anaprop o anoprop ) [1] incluye diferentes formas de propagación de radio debido a una distribución inusual de temperatura y humedad con la altura en la atmósfera. [2] Si bien esto incluye la propagación con mayores pérdidas que en una atmósfera estándar, en aplicaciones prácticas se suele referir a casos en los que la señal se propaga más allá del horizonte de radio normal.
La propagación anómala puede causar interferencias en las comunicaciones de radio VHF y UHF si las estaciones distantes utilizan la misma frecuencia que los servicios locales. Por ejemplo, la transmisión de televisión analógica por aire puede verse interrumpida por estaciones distantes en el mismo canal o experimentar distorsión de las señales transmitidas ( efecto fantasma) . Los sistemas de radar pueden producir rangos o rumbos inexactos hacia objetivos distantes si el "haz" del radar se desvía por efectos de propagación. Sin embargo, los aficionados a la radio aprovechan estos efectos en la DX de TV y FM .
La primera suposición de la predicción de la propagación de una onda de radio es que se mueve a través del aire con una temperatura que disminuye a una tasa estándar con la altura en la troposfera . Esto tiene el efecto de doblar ligeramente (refractar) el camino hacia la Tierra y explica un alcance efectivo que es ligeramente mayor que la distancia geométrica al horizonte. Cualquier variación en esta estratificación de temperaturas modificará el camino seguido por la onda. [2] Los cambios en el camino pueden separarse en super y subrefracción : [ 3]
Es muy común que se formen inversiones térmicas cerca del suelo, por ejemplo, cuando el aire se enfría por la noche mientras que en la superficie se mantiene cálido. Esto sucede igualmente en la superficie cuando una masa de aire cálida y seca prevalece sobre otra más fría, como en el caso de la subsidencia en la superficie causada por la intensificación de una alta presión. El índice de refracción del aire aumenta en ambos casos y la onda electromagnética se desvía hacia el suelo en lugar de continuar hacia arriba.
En la inversión de la superficie, el haz acabará impactando el suelo y una parte de él puede reflejarse de vuelta hacia el emisor. En la inversión de la atmósfera superior, la curvatura se limitará a la capa afectada, pero extenderá la trayectoria del haz, posiblemente más allá del horizonte de transmisión habitual.
Cuando la inversión es muy fuerte y superficial, la onda electromagnética queda atrapada dentro de la capa de inversión. El haz rebota muchas veces dentro de la capa como si fuera una guía de ondas . En los conductos de superficie, el haz golpea el suelo muchas veces, lo que provoca ecos de retorno a distancias regulares hacia el emisor. En los conductos elevados, la transmisión puede extenderse a distancias muy grandes.
Por otro lado, si el aire es inestable y se enfría más rápido que la atmósfera estándar con la altura, la onda es más alta de lo esperado y puede no alcanzar el receptor previsto.
Otras formas en que se registra la propagación anómala son los tropodispersores que causan irregularidades en la troposfera , la dispersión debida a los meteoritos , la refracción en las regiones y capas ionizadas de la ionosfera y la reflexión desde la ionosfera. [3]
Finalmente, la propagación por trayectos múltiples cerca de la superficie de la Tierra tiene múltiples causas, entre ellas la conducción atmosférica, la reflexión y refracción ionosférica y la reflexión de cuerpos de agua y objetos terrestres como montañas y edificios.
La propagación anómala puede ser un factor limitante para la propagación de ondas de radio, especialmente la superrefracción. Sin embargo, la reflexión en la ionosfera es un uso común de este fenómeno para ampliar el alcance de la señal. Otras reflexiones o refracciones múltiples son más complejas de predecir, pero aún pueden ser útiles.
La posición de los ecos de radar depende en gran medida de la hipótesis estándar de disminución de la temperatura. Sin embargo, la atmósfera real puede variar mucho de la norma. La propagación anómala (PA) se refiere a ecos de radar falsos que se observan generalmente cuando las condiciones atmosféricas calmas y estables, a menudo asociadas con la superrefracción en una inversión de temperatura , dirigen el haz del radar hacia el suelo. El programa de procesamiento colocará entonces erróneamente los ecos de retorno a la altura y distancia en las que habrían estado en condiciones normales. [4]
Este tipo de retorno falso es relativamente fácil de detectar en un bucle temporal si se debe al enfriamiento nocturno o a la inversión marina, ya que se ven ecos muy fuertes que se desarrollan sobre un área, que se extienden en tamaño lateralmente, sin moverse pero que varían mucho en intensidad con el tiempo. Después del amanecer , la inversión desaparece gradualmente y el área disminuye correspondientemente. La inversión de temperatura también existe antes de los frentes cálidos y alrededor del charco frío de las tormentas eléctricas . Dado que existen precipitaciones en esas circunstancias, los ecos de propagación anormales se mezclan con lluvia real y/o objetivos de interés, lo que los hace más difíciles de separar.
La propagación anómala es diferente de los ecos parásitos del suelo , los reflejos del océano ( ecos parásitos del mar ), los retornos biológicos de aves e insectos, los escombros, la paja , las tormentas de arena , las columnas de erupciones volcánicas y otros fenómenos meteorológicos que no son precipitaciones. Los ecos parásitos del suelo y del mar son reflejos permanentes de áreas fijas en la superficie con características reflectantes estables. El dispersor biológico produce ecos débiles sobre una superficie grande. Estos pueden variar en tamaño con el tiempo, pero no mucho en intensidad. Los escombros y la paja son transitorios y se mueven en altura con el tiempo. Todos ellos indican algo que realmente está allí y que es relevante para el operador del radar y/o fácilmente explicable y teóricamente capaz de ser reproducido. La propagación anómala en el sentido del radar se conoce coloquialmente como "basura" y el eco parásito del suelo como "escoria". [ cita requerida ]
Los radares Doppler y los radares Pulse-Doppler extraen las velocidades de los objetivos. Dado que AP proviene de objetivos estables, es posible restar los datos de reflectividad que tienen una velocidad nula y limpiar las imágenes del radar. El ruido del suelo, del mar y el pico de energía de la puesta del sol se pueden distinguir de la misma manera, pero no otros artefactos . [4] [5] Este método se utiliza en la mayoría de los radares modernos, incluidos los radares de control del tráfico aéreo y meteorológicos .