La propagación de las ondas de radio en HF depende de muchos factores. Para entenderla necesitamos conocer las diferentes capas de la atmósfera que rodean la tierra en especial la ionosfera y de que manera le afectan las condiciones solares.
El sol no sólo hace posible la vida en la tierra sino también la propagación de las ondas de radio a larga distancia. Las regiones oscuras en la superficie solar, llamadas manchas solares, son las responsable de aumentar la radiación magnética del sol, esta radiación es la que genera los iones de la ionosfera, los encargados de reflejar ciertas ondas de radio (lo veremos más adelante). Las manchas solares pueden varían de día a día en pequeña cantidad. Tienden a seguir ciclos de 11 años de actividad:

El gráfico muestra la evolución de las manchas solares desde 1760 (datos de la Nasa). Durante los periodos de más actividad de las mismas las condiciones de propagación son optimas, necesitando muy poca potencia para llegar a cualquier parte del mundo. El número de manchas solares también varía cada 27 días, debido a la rotación del sol.

Las fotografía anteriores han sido realizadas por el Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) y muestran la diferencia de manchas solares en un periodo de 7 años. La primera fotografía está hecha el 27 de Septiembre de 2001 y en ella podemos apreciar la gran cantidad de manchas solares que había ese año, correspondite a un año de muy buena propagación. La segunda corresponde al 27 de Agosto de 2008, año que está clasificado hasta la fecha como el más "limpio" de la era Espacial ya que durante más de 240 días no se ha apreciado una sola mancha solar.

El hecho de la inclinación de la tierra por su eje afecta a la propagación, al igual que la hora del día. Como regla muy genérica, podríamos decir que durante el día podemos usar frecuencias por encima de los 10MHz  y mientras que las inferiores experimentan mejor propagación durante la noche. La predicción de la frecuencia máxima utilizable (MUF – Maximun Usuable Frequency), es una mezcla de ciencia y arte, y depende de numerosos factores.

Otro de los factores que influyen en la propagación, en este caso negativamente son las llamaradas solares.

foto cortesía de Nasa.

Las llamaradas solares (Solar Flares) son increíbles explosiones que proyectan enormes cantidades de partículas y energía electromagnética, suelen durar un minuto o dos y están clasificadas por la cantidad de Rayos X que producen (X-Ray flux).

Se dividen en tres tipos, Clase X, Clase M y Clase C (X-Class, M-Class y C-Class). Las más grandes son las Clase X, la Clase M contienen una décima parte de la energya de las X, y las de Calse C contiene la décima parte de las M.

Estas radiaciones conocidas como tormentas geomagnéticas perturban la Ionosfera, haciendo que esta, en vez de reflejar las ondas de radio, las absorva.

Apesar de la corta duración que tienen su influencia en la Ionosfera puede durar días. Y hablando de la Ionosfera, vamos a ver como es afectada por lo eventos solares.

imagen cortesía de Nasa.

La radiación solar impacta contra los átomos de oxigeno y nitrógeno en las capas altas de la atmósfera, liberando electrónes y creando iones, que están cargados positivamente. Hay cuatro regiones distintas de gas ionizado, juntas crean la ionosfera, también conocida como termosfera por las grandes temperaturas que allí se registran debido a la ionización de los gases.

La Ionosfera refleja la ondas de radio de ciertas frecuencias, principalmente las altas frecuencias (HF, 3-30Mhz). Este esta reflexión la que hace posible las comunicaciones via radio entre dos puntos muy lejanos en la tierra sin necesidad de usar satélites.

Las distintas regiones de la Ionosfera están etiquetadas como capas D, E, F1 y F2.

La capa D es la región más baja de la Ionosfera, y alcanza el punto máximo de ionización alrededor del mediodía, por sus carácterísticas físicas esta capa no refleja las frecuencias por debajo de los 10Mhz, sino que las absorve y desaparecen. Las frecuencias por encima de los 10Mhz son capaces de atravesar la capa D. Cuanto más ioniza esté esa capa más energía es capaz de absorver. Es por este motivo que las bandas que están por debajo de los 10 Mhz no son útiles durante el día en comunicaciones a larga distancia. Esta capa pierde sus iones rápidamente a medida que se pone el sol.

La capa E también pierde sus iones a medida que falta la luz solar, pero se comporta de forma distinta que la D, en vez de absorver la energía de las ondas de radio, es capaz de reflejarla, de manera que vuelven de nuevo a la tierra. Por la noche, cuando la cape E es muy débil, las señales de radio tienden a atravesarla. Dependiendo de la frecuencia y usada y del nivel de ionización de esta capa, las señales de radio son reflejadas o bien la atraviesan. Puede darse el caso de que incluso señales de VHF sean reflejadas por esta capa.

Las capas F1 y F2 conforman la región F. De hecho, se combinan en una sola capa llamada F durante la noche. Esta capa es la más importante en las comunicaciones a larga distancia en HF. Retiene su ionización más que las otras capas y continúa ionizada toda la noche, aunque no con tanta densidad. Durante periodos de intensa ionización diurna frefleja las altas frecuencias, pero por la noche normalmente éstas la atraviesan. Por la noche, las frecuencias más bajas, por debajo de 10-15 MHz. son reflejadas de nuevo a la tierra.

Resumiendo, las condiciones de la Ionosfera afectan de manera determinante a la manera en que las diferentes frecuencias se propagan por la tierra. Las manchas solares aumenta la capacidad de la Ionosfera de reflejar las ondas de radio, mientras que las llamaradas solares causan perturbaciones conocidas como tormentas geomagnéticas y hacen que las ondas de radio, en vez de ser reflejadas sean absorvidas.