Какво представлява йоносферата?
Йоносферата е област в атмосферата на Земята, разположена между 50 и 500 километра над повърхността.
Тя съдържа няколко слоя, изградени от електрически заредени атоми и молекули, наречени йони. Йоносферата възниква благодарение на слънчевата радиация и играе ключова роля за разпространението на радиовълни и защитата на планетата от космическо лъчение.
Какво представлява Йонизацията?
Йонизацията е процесът, при който високоенергийните ултравиолетови и рентгенови лъчи от слънцето „удрят“ газовите молекули в атмосферата, като изхвърлят електрони и създават положителни йони и свободни електрони.
Колкото по-силна е слънчевата активност и колкото по-висока е плътността на газовете, толкова повече йонизация се случва.
Най-голяма йонизация се наблюдава през деня, когато слънцето е високо, а през нощта тя намалява.
Тъй като ултравиолетовите светлинни вълни продължават да произвеждат положителни йони и отрицателни електрони, се образува йонизиран слой в атмосферата. Скоростта на йонизация зависи от плътността на атомите в атмосферата и от интензитета на слънчевата радиация, който варира в зависимост от активността на слънцето.
На различни височини се образуват няколко йонизирани слоя. Ултравиолетовите вълни с ниска честота проникват най-малко в атмосферата и произвеждат йонизирани слоеве на по-голяма надморска височина. Обратно, рентгеновите лъчи с по-висока честота проникват по-дълбоко и създават слоеве на по-ниска надморска височина.
Височината и дебелината на йонизираните слоеве са най-големи, когато слънцето е над главата; те варират поради ъгъла на издигане на слънцето, който зависи от времето на деня и сезона на годината. Тази анимация показва йонизация в слоя F2 на йоносферата в течение на един ден.
Какво е Рекомбинация?
Рекомбинация е обратният процес – свободен електрон и положителен йон се съединяват, като образуват отново неутрална частица.
През деня йонизацията доминира, а през нощта рекомбинацията намалява броя на йоните, което води до по-тънки йонизирани слоеве.
Йоните се връщат към неутралните атоми чрез обратен процес, наречен рекомбинация. Това се случва, когато свободни електрони и положителни йони се сблъскат и образуват неутрален атом. През дневните часове йонизацията превишава рекомбинацията. Близо до здрач и през нощта рекомбинацията превишава йонизацията и плътността на йонизираните слоеве намалява.
Четири отделни слоя
Йоносферата се състои от три слоя, обозначени с D, E и F, от най-ниското ниво до най-високото ниво, както е показано на това изображение. F слоят допълнително е разделен на два слоя, обозначени като F1 (по-нисък) и F2 (по-висок).
Тъй като интензитетът на слънчевата радиация винаги се променя, йоносферните слоеве са трудни за прогнозиране. Въпреки това можем да направим следните обобщения:
- Слоят D варира от около 50 до 90 километра. Йонизацията в слоя D е ниска, тъй като това е най-ниската област на йоносферата. След залез слънце слоят D изчезва поради бърза рекомбинация.
- Е слоят варира от около 90 до 150 километра. Скоростта на рекомбинация в този слой е доста бърза след залез слънце и слоят е почти изчезнал до полунощ.
- F слоят съществува от около 150 до 400 километра. През дневните часове, F слоят се разделя на слоеве F1 и F2. Йонизацията в тези слоеве е доста висока и варира в широки граници през деня с максимум на обяд. Рекомбинацията се случва бавно след залез слънце, така че винаги присъства йонизиран слой.
Влияние на слънцето
Височината и плътността на всеки слой се променят според деня, часа, сезона и слънчевата активност.
Силното слънце означава по-голяма йонизация и по-активна йоносфера.
Извод:
Йоносферата е динамична и сложна система, която определя до голяма степен възможностите за далечна радиовръзка и е от огромно значение за радиолюбителите.
