ถ้าเป็นนักวิทยุสมัครเล่นรุ่นใหม่เอี่ยม อาจจะไม่คุ้นเคยกับคำว่า อากาศเปิด เท่าไรนัก แต่กับนักวิทยุที่มีประสบการณ์ใช้งานวิทยุอย่างเสม่ำเสมอเป็นเวลานาน ก็ค่อนข้างมั่นใจได้แน่ว่าเคยได้ยินคำนี้มาบ้าง เพราะมันเป็นโอกาสที่ดีที่ทำให้เราสามารถติดต่อกับสถานีไกลๆ ได้ในย่านความถี่ VHF (และ UHF และที่จริงก็ทุกย่านความถี่นั่นแหละ) เพราะโดยทั่วไปแล้ว การเดินทางของคลื่นวิทยุในย่านความถี่ VHF จะเดินทางเป็นเส้นตรง ไม่สามารถสะท้อนชั้นบรรยากาศได้ ระยะทางที่สองสถานีสามารถติดต่อกันได้จึงอยู่ในช่วงที่เรียกว่า "เส้นสายตา" หรือที่เรียกว่า line of sight (ดูภาพที่ 1) นั่นคือติดต่อกันได้ไม่เกินระยะที่ส่วนโค้งของโลกบดบังเอาไว้ ระยะที่ว่านี้โดยทั่วไปจะอยู่ประมาณ 50-60 กม. ถ้าติดต่อได้ไกลกว่านี้ก็มักจะเป็นผลช่วยเหลือจากการสะท้อน และ/หรือ เลี้ยวเบน/หักเห จากสิ่งต่างๆ ในบริเวณนั้น
ภาพที่ 1 ระยะสายตา (line of sight)
จะไกลเพียงประมาณ 50 กม. แม้ว่าเราจะ
ตั้งเสาอากาศสูงมาก ก็ช่วยได้ในระดับหนึ่ง
เพราะติดส่วนโค้งของโลกที่มีผลมากกว่า
แต่ในบางครั้ง ชั้นบรรยากาศที่อยู่ใกล้โลกที่สุดที่เรียกว่าโทรโปสเฟียร์ (Troposhere) ซึ่งมีความหนาราว 20 กม. ในบริเวณเส้นศูนย์สูตร และค่อยๆ บางลงจนเหลือราว 7 กม. ที่บริเวณขั้วโลก จะมีการเปลี่ยนแปลงในอุณหภูมิและความชื้นที่ความสูงต่างกัน คุณสมบัติของอากาศที่เปลียนไปนี้ทำให้ดัชนีหักเหของมันเปลี่ยนไป บางครั้งทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "ชั้นกลับ" หรือ Inversion Layer คือแทนที่อากาศชั้นที่สูงขึ้นไปจะมีอุณหภูมิลดลงเรื่อยๆ กลับมีชั้นบรรยากาศที่อุ่นซ้อนอยู่ ที่รอยต่อของชั้นบรรยากาศที่เย็นกว่ากับอุ่นกว่าที่ซ้อนอยู่ด้านบน จะทำให้ "หน้าคลื่น" (Wave front) ในด้านที่เย็นกว่าวิ่งช้าลง และทำให้คลื่นเลี้ยวเบนลงมา ดูภาพที่ 2
ภาพที่ 2 เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านอากาศที
อุณหภูมิต่างกัน อากาศนั้นจะมีดัชนีหักเห
ต่างกัน ทำให้เกิดการเลี้ยวเบนของคลื่น
และเดินทางกลับลงมายังพื้นโลก
Troposheric Ducting
บางครั้ง สภาพอากาศก็เปลี่ยนแปลงมากขึ้นไปอีก นั่นคือ มีชั้นบรรยากาศที่มีอุณภูมิสูงแทรกอยู่ในอากาศที่เย็นกว่า ชั้นอากาศที่ร้อนกว่านี้มีความหนาไม่มากนัก คือไม่เกิน 300 เมตรเท่านั้น และสูงจากพื้นดินได้ตั้งแต่ 500 ถึง 3,000 เมตร (ไม่เกินนั้น) ในกรณีแบบนี้คลื่นส่วนใหญ่จะถูกขังไว้ใน "ท่อคลื่น" และสามารถแพร่กระจายไปได้เป็นระยะทางไกลมาก ดูภาพที่ 3
ภาพที่ 3 ถ้าบรรยากาศเปลี่ยนแปลงจนเกิด
ชั้นบรรยากาศอุ่นแทรกอยุ่ในชั้นบรรยากาศ
ที่เย็นและแห้งกว่า จะทำให้ชั้นบรรยากาศที่
อุ่นนั้นทำตัวเป็น "ท่อคลื่น" และพาให้คลื่น
เดินทางไปตามส่วนโค้งของโลกได้ไกลมาก
Skip
อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ตามที่ได้อธิบายนี้คือการเกิดท่อนำคลื่นแบบ Troposheric Duct และเป็นคนละอย่างกับการหักเหบนชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ (Ionosphere) ที่อยู่สูงขึ้นไปในระดับ 60-1,000 กม. และแบ่งเป็นชั้น D, E, F(1 และ 2) ซึ่งมีผลกับคลื่นวิทยุในความถี่ HF หรือต่ำกว่าเป็นส่วนใหญ่ (เกิดการเลี้ยวเบนเนื่องจากคุณสมบัติการไอออนไนซ์มากกว่าดับนีหักเหเนื่องจากอุณหภูมิและ/หรือความหนาแน่นของอากาศ) ทำให้เกิดการสะท้อนของคลื่นความถี่ย่าน HF และติดต่อสื่อสารได้ไกลมาก
สำหรับวันนี้ คงเล่าเพียงเท่านี้ก่อน พบกันในเรื่องต่อไปนะครับ
QRU 73 de HS0DJU/KG5BEJ (จิตรยุทธ จุณณะภาต)
