Kuulemisennusteita kartalta

Pentti Stenman

Tämä juttu ilmestyi "Radiomaailma"-lehden numerossa 9/2012. – Täydennetty toukok. 2013

Yhden suurista ahaa-elämyksistä sain 1950-luvun lopun WRH:ssa olevasta Radio Swedenin mainoksesta. Siinä on karkeapiirteinen maailmankartta, joka on toteutettu suuntakarttana. Mainoksen kartasta opin, että Pohjoismaista katsoen Pohjois-Amerikka ei olekaan lännessä vaan luoteessa eikä Uusi-Seelanti ole kaakossa vaan koillisessa. Joskus myöhemmin ryhdyin sitten näpertämään omia, tarkempia suuntakarttoja karttapallon ja karttakirjan avulla. Tällainen piirtämäni suuntakartta julkaistiin jo jossakin 1960-luvun "DX-kuuntelijan" numerossa.

Karttaohjelmien esihistoriaa

Vaikka radiokelejä osataan arvioida muiden asemien kuuluvuuden perusteella, vaikeutena ovat olleet varsinkin sellaiset seudut, joista ei radioasemia ole paljonkaan kuultu tai joiden kunnollinen kuuluvuus vaatii parhaat mahdolliset kelit. Näiden kelien ennustamiseen tarvitaan tietoa kuulumisen vaihteluista.

Tärkeimmäksi kelien säännöllisen vaihtelun ymmärtämisen avaimeksi on osoittautunut radioaallon kulkureitin valoisuus tai pimeys. Kokemusten karttuessa DX-kuuntelijat ovat oppineet, että kuuluvuus on usein parhaimmillaan silloin, kun aurinko nousee tai laskee lähetys- tai vastaanottopaikalla, ja radioaallot kulkevat pääosin jokseenkin pimeätä reittiä. Erityisen edullisena on tuntunut tilanne, missä aurinko on laskemassa tai nousemassa koko radiosignaalin etenemismatkalla. Tällöin radioaaltoja vaimentavat alemman ionosfäärin kerrokset ovat jo (tai vielä) pimeässä eikä auringonvalo lisää niiden vaimennusominaisuutta. Samalla aurinko paistaa ylemmän ionosfäärin kerroksiin, jotka heijastavat radioaaltoja parhaiten ollessaan auringonvalossa. Heijastuminen ja vaimeneminen riippuvat paljon lähetyksen taajuudesta ja auringon kulloisestakin aktiivisuudesta ja varsinkin sen aiheuttamista häiriöistä. Karkeana ohjeena voi pitää sitä, että vaimeneminen on sitä suurempaa mitä pienempi on taajuus ja mitä suurempi on auringon aktiivisuus. – FM- ja TV-signaalien taajuudet ovat sen verran korkeita, että niihin pätevät aivan omat nyrkkisääntönsä.

Ongelmana on kuitenkin aikaisemmin ollut, että sekä radioaallon etenemisreitti että pimeän alueen kulloinenkin sijainti on ollut aika vaikea hahmottaa kartalla. Apuna on käytetty pieniä maailmankarttoja, joihin oli merkitty esimerkiksi tunnin välein auringon nousemisen ja laskemisen ilmaisevat viivat eli terminaattorit. Näistä on esimerkkinä "How to Listen to the World" -kirjassa 1972 julkaistu 12 terminaattorikartan sarja. Terminaattorit ovat maapallon pinnalla suoria viivoja, mutta ne näkyvät terminaattorikartoilla kaarevina, koska tavanomaiset karttaprojektiot vääristävät suunnat ja etäisyydet maapallon pinnalla. Entä sitten radiosignaalin reitti? Jos lähetys- ja vastaanottopaikka eivät osu saman terminaattorin kohdalle, signaalin kulun selvittäminen onkin varsin hankalaa. Neuvoksi radioaallon reitin hahmottamiseen annettiin ohje: ota karttapallo ja viritä lanka lähettimen ja vastaanottimen välille. Näilläkin apuneuvoilla kuulumisen mahdollisuuksia saattoi arvioida, mutta se ei todellakaan ollut helppoa.

terminaattorit

DX-kuuntelijat ovat vielä 1970-luvulla selvitelleet auringon lasku- ja nousuaikoja maapallon eri puolilla terminaattorikartan avulla. Lähde: "How to Listen to the World" 1972

Suomalaisilla DX-kuuntelijoilla oli siis jo 1970-luvulla sekä tietoa auringon nousu- ja laskuajoista eri puolilla maapalloa että suuntakartta, joka havainnollisesti osoitti radioaaltojen kulkureitin. Jossakin vaiheessa mieleeni tuli ajatus yhdistää nämä kaksi. Kun aloimme tehdä "DX-kuuntelun opasta" 1970-luvun alussa, käytin radiokelien säännöllisen vaihtelun havainnollistamiseen suuntakarttoja, joissa olin rasterikalvolla osoittanut maapallon varjoalueet eri ajankohtina. Tällaista esittämistapaa ei tietääkseni ollut koskaan aikaisemmin käytetty radiokelien havainnollistamiseen. Näitä karttoja oli "DX-kuuntelun oppaassa" vähän, yhteensä hieman toista tusinaa, mutta uskoakseni niistä asia selveni paljon helpommin kuin terminaattorikartoista. Ilmeisesti ideaani, selvittelytyötäni ja karttojani on pidetty hyödyllisinä, sillä samat kartat ja tekstit on kopioitu myös oppaan uusittuihin laitoksiin, joissa tekijäksi tosin on merkitty toinen henkilö.

Suuntakartalta näkee suoraan radioaaltojen kulkureitin lähetinpaikkakunnalta Suomeen. Auringon valaiseman ja pimeän alueen jakautumasta voi päätellä aika paljon radioaseman kuulumisen mahdollisuuksista. Terminaattorin kulku valtamerialueilla ei ole aivan tarkka (vrt. seuraava kuva). Lähde: "DX-kuuntelun opas" 1972.

Kiinnostus Suomi-keskeisiin suuntakarttoihin oli aika suurta 1970-luvulla. Liiton tarvikepalvelukin myi melko isokokoista painettua suuntakarttaa, jonka oli piirtänyt eräs radioamatööri.

Hieman terminaattorikarttoja kehittyneempiä ratkaisuja olivat kartasta ja liikuteltavasta peitekuviosta muodostuva DX Edge ja aikoinaan varsin suosittu GeoClock-ohjelma. GeoClock näyttää auringon valaisemat ja pimeät alueet tosiaikaisesti, mutta radiosignaalin reitti jää arvailun varaan. Lisäksi varsinkin pienimittakaavaiset kartat ovat kovin karkeapiirteisiä. GeoClockin Basic- tai Professional-versioon on mahdollista ostaa pienellä lisämaksulla Ham package, johon kuuluva suuntakartta parantaa merkittävästi ohjelman käyttökelpoisuutta DX-kuuntelun apuna. GeoClock Professional on käypä apuneuvo silloin kun haluaa saada tarkkoja tietoja auringonlaskun tai -nousun etenemisestä jollakin seudulla. Kuitenkin DX-käytössä riittänee kokeiluversio, myytävät paketit kun ovat ominaisuuksiin nähden aika kalliita (laajuudesta riippuen $25 – $90). DX Edge ei enää muutamaan vuoteen ole ollut myynnissä.

Suuntakarttaohjelmat

GeoClockin Ham packagen lisäksi on jo pitkään ollut muitakin tietokoneohjelmia, jotka tuottavat suuntakarttoja. Esimerkiksi englanninkielisellä hakutermillä 'azimuthal map' netistä löytyy paljon erilaisia suuntakarttasivuja. Meillä lienee kuitenkin tunnetuin ruotsalaisen Roger Hedinin ohjelmoima GcmWin, joka tekee todellisen suuntakartan, jossa sekä suunnat että etäisyydet ovat oikein. Toisin kuin esimerkiksi GeoClock Basic tai Professional, GcmWin on ilmainen ja joustavasti muokattavissa erilaisiin käyttötarkoituksiin. GcmWinin tuottamasta suuntakartasta voi arvioida kulloinkin vallitsevia DX-olosuhteita, sillä kartta osoittaa auringonpaisteisen alueen tosiaikaisesti.

Jos haluaa tehdä suuntakartan, missä on itse maailman keskikohdassa, pitää ensimmäiseksi syöttää asetusten Home-välilehteen oman sijaintinsa koordinaatit. Muut asetusten arvot oppii helposti kokeilemalla. Auringon valosta paitsi jäävät alueet saa tummennettuna näkyviin tai pois näkyvistä napsauttamalla ohjelmaikkunan yläosassa olevaa aurinko-kuvaketta.

GcmWin-ohjelman tekemä suuntakartta auringonvarjokuvioineen samalta ajankohdalta kuin edellisessä, käsityönä konstruoidussa kuvassa.



GcmWinissä on myös helppo käyttöliittymä Voacap-keliennusteohjelmalle. Voacap täytyy ensin asentaa tietokoneeseen ja sitten ilmoittaa Voacap-välilehdellä asennetun ohjelman sijainti tietokoneessa. Voacapista kannattaa muistaa, että se ei alun perin ole suunniteltu kovin pienille taajuuksille.

GcmWin ja Geoclock pystyvät näyttämään auringonpaisteisen alueen rajat maapallolla haluttuna aikana. Ne vaativat kuitenkin aika lailla valikkojen kanssa leikkimistä, jos haluaa selvittää, koska voisi olla sopiva vuoden- ja kellonaika jonkin tietyn alueen kuulumiselle. Tällaiseen tarkoitukseen on ilmeisesti DX Atlas ylivoimainen. Siinä voi helposti ruudun alaosan nuolipainikkeilla valita haluamansa ajankohdan ja nähdä saman tien, miten pimeä ja hämärä vyöhyke kulloinkin sijoittuvat maan pinnalla.

Loppujen lopuksi tieto auringonpaisteesta radiosignaalin reitillä (tai edes Voacapin ennuste) ei auta meitä kovinkaan pitkälle, sillä myös monet jatkuvasti muuttuvat tekijät vaikuttavat kuuluvuuteen siinä kuin reitin aurinkoisuus tai pimeys. Homma ei suinkaan mene niin, että ensin päätellään GcmWinin tai Voacapin avulla paras mahdollinen kuunteluaika ja -taajuus ja sitten napataan asema radiolla. GcmWinin tai GeoClockin suuntakartasta voi kuitenkin päätellä teoriassa mahdolliset taajuudet ja ajankohdat. Sopivaan aikaan kuuntelemalla aseman sitten kuulee tai ei kuule.

Tänä A- ja K-indeksien, revontuliennusteiden, SDR:ien ja peditionien aikana voi joku ajatella, että tällainen terminaattorikäyrien tuijottelu on niin 70-lukua, kasareitakin edeltävää esihistoriaa. Vaan kun ei ole. Signaalin eteneminen riippuu reitin valaistusoloista ja se on sellainen asia, joka on ja pysyy niin kauan kuin on nykyisenkaltaisia radiolähetyksiä. Kelien säännöllisen vaihtelun ymmärtämiseksi täytyy tietää, miten auringonpaiste vaikuttaa ionosfääriin ja miten ionosfääri vaikuttaa eritaajuisiin signaaleihin. Tällöin suuntakartalla olevasta auringon valaisemasta alueesta voi päätellä kaiken mahdollisen eri asemien kuulumisen todennäköisyyksistä. Ei tarvitse opetella näitä vanhoja muistisääntöjä "kesällä afroja, talvella keskiaaltoja ja oseanialaisia, keväästä syksyyn lattareita, Lapin kaamoksessa mitä tahansa" jne.

Virkkausta ja neuletöitä: DX-kuuntelijan seinäkartta

GcmWin tekee myös sellaisia tiedostoja, joista voi tulostaa isoja, varsin näyttäviä suuntakarttoja. Kartan voi ripustaa seinälle muistuttamaan, missä suunnassa ja kuinka kaukana nyt onkaan vaikkapa Vanuatu, Guam tahi Tahiti. Lähdekartaksi käy mikä tahansa sopiva nelikulmaprojektiona esitetty pohjakartta, joita on esimerkiksi NASAn sivuilla vapaasti käytettävissä. Jos haluaa suuntakarttaansa yksityiskohtia, lähdekartan on oltava mahdollisimman suuri. Useimmat netissä olevat NASAn satelliittikuviin perustuvat kartat ovat kuitenkin kovin tummia, eikä niitä voi helposti vaalentaa ilman, että merialueet tulevat läikikkäiksi. Myös maan ja meren raja on joissakin kuvissa paikka paikoin epämääräinen. Itse olen päässyt aika hyvään lopputulokseen käyttämällä NASAn satelliittikuvakarttaa land_ocean_ice_8192.tif (n. 30 Mt), missä meret ja jotkut järvet on määritelty läpinäkyviksi. Läpinäkyvän alueen voi kuvankäsittelyohjelmalla helposti muuttaa minkä tahansa väriseksi. Helmikuussa NASAn sivuilla oleva tiedosto oli korruptoitunut, mutta maaliskuussa se näytti olevan o.k. Saman tiedoston toimivia versioita on tarvittaessa saatavana myös muilta saiteilta. Google auttaa etsinnässä.

Kun suuntakartan tekee mahdollisimman suureen kokoon (8000 x 8000 pikseliä), sen resoluutio riittää melko isoonkin tulosteeseen. Satelliittikuvan sävyjä voi kuvankäsittelyohjelmalla säätää sekä ennen suuntakartan tekemistä että myös jälkikäteen. Tähän vaiheeseen kannattaa uhrata riittävästi aikaa ja kokeiluja, sillä se lopulta ratkaisee, miellyttääkö lopputulos silmää. Ennen lopullista karttaa on hyvä myös miettiä, millaiset meridiaanit sekä suunta- ja etäisyysympyrät ym. karttaan haluaa vai haluaako mitään.

Maiden rajat saa suuntakarttaan haluamansa värisinä ja levyisinä käyttämällä GcmWinin kotisivulla olevan linkin takana olevaa pborder.pnt-tiedostoa. Se ei kuitenkaan ainakaan maaliskuussa ollut käytettävissä, ja GcmWin-ohjelman mukana oleva Mapper.pnt on taas aika vanha ja epätarkka. Pieni lisäongelma on siinä, että tiedosto piirtää valtion rajan myös merien ja isojen järvien rantaan, mikä ei näytä oikein elegantilta valmiissa suuntakartassa. Olen ratkaissut asian niin, että annoin GcmWinin tehdä yhden suuntakartan ilman rajoja ja toisen, missä rajat olivat mukana. Latasin sitten molemmat kartat kuvankäsittelyohjelmaan omiksi tasoikseen, rajallinen versio päällä. Sen jälkeen saatoin pyyhkiä tarpeettomat rajat pois melko huolettomasti, sillä alemman tason rantaviiva ja muut kuviot jäivät edelleen näkyviin. Lopuksi yhdistin tasot. Tämä käsityövaihe ei vienyt kovinkaan paljon aikaa, ehkä n. tunnin.

Jos haluaa karttaan paikkakuntien nimiä, edessä saattaa olla aika iso homma. Jos sopivaa nimitiedostoa ei löydy valmiina, se täytyy tehdä itse. Joitakin vuosia sitten tein GcmWinin varhemmalla versiolla ison suuntakartan, johon lisäsin muutamia satoja kaupunkien sijainteja ja nimiä kuvankäsittelyohjelman avulla. Useita erilaisia tulostamiseen tai tulostuttamiseen soveltuvia tiedostoja on suuntakarttoja-sivullani.

Seuraava vaihe on sitten kartan tulostus. Jos oma printteri tekee hyvää jälkeä ja sillä voi tehdä useasta sivusta yhdistettävän julistetulosteen, sitä voi kokeilla, mutta se tuskin kannattaa. Julisteiden tulostuttaminen ei nykyisin ole kallista, esimerkiksi metrin kanttiinsa olevan kartan voi saada paperille parilla kympillä (esim. posterplease.fi) ja laatu on parempi kuin kotitarvetulosteissa. Kartan pohjustamiseen soveltuva Kapa-levy on suunnilleen samoissa hinnoissa. Itse olen liimannut kartan talonrakentamisesta ylijääneelle huokoiselle puukuitulevylle.
Jos tekstissä mainittuja tiedostoja ei tahdo löytyä, yritän auttaa jos otat yhteyttä esim. SDXL:n sivustolla olevalla meiliosoitteellani.

Satelliittikuvakartasta GcmWin-ohjelmalla tehty valmis suuntakartta. Reunat on väritetty tummansinisiksi kuvankäsittelyohjelmassa; GcmWin jättää kartan ulkopuoliset alueet valkoisiksi.


GcmWinin aikaisemmalla versiolla tekemäni kartta on tulostettuna seinällä suunnilleen 115 cm x 85 cm kokoinen. Kun karttaa on rajattu reunoista, näkyvät kohteet suurempina. Tästä kartasta rajasin pois suurimman osan Etelämannerta ja Oseanian Havaijista etelään. Vahingossa myös Uuden Seelannin East Cape jäi reunalistan alle.

DX-kuuntelun pääsivu Kotisivu