Az ionoszféra mi? Ionospferikus rétegek

A Föld légköre több részből áll,eltérő összetételű. A stratoszféra, az exoszféra, a troposzféra, az ionoszféra és más rétegek védik a bolygó egész életét a kemény kozmikus sugárzástól. Nem mindegyikük rendelkezik az oxigén összetételében elegendő mennyiségű légzéssel. De mindegyik ellátja a funkcióit. Például az ionoszféra a legfelsõbb, 50 kilométert meghaladó légköri réteg. Ezt úgy nevezik meg, hogy a napsugárzás hatására létrejött nagyszámú ion keletkezik. Ők azok, amelyek a kozmikus sugárzás nagy részét visszatartják.

Ionosphere: összetétel

Ez az atmoszféra réteg gázok keverékéből áll. Nagyon kevesen vannak ott, így nagyon magas levegőről beszélnek ezen a tengerszint feletti magasságon. Ezért lehetetlen a járatok ezen a helyen. A Föld ionoszféra nagy része nitrogén és oxigén atomokat tartalmaz. De fő összetétele egy kvazinutrális plazma, amelyben a pozitív töltésű részecskék száma megközelítőleg egyenlő a negatívan töltött részecskék mennyiségével. Az ilyen ionok egyre nagyobb távolságban vannak a Földtől való távolsággal. Ezért az ionoszféra néha a Föld plazmahéjának nevezhető.

Az ionoszféra fő összetétele a Föld felszínétől 50-100 km-rel az oxigén, a nitrogén és a nátrium. De 100 km után a hidrogén és a hélium dominálnak benne.

A név magyarázata

Az ionoszféra a légkör rétege, úgynevezetta magas ionizáció miatt. Forrása a röntgensugárzás és az ultraibolya napsugárzás. Az ionok negatív töltésű elektronok. Az ionoszféra koncentrációja nagyon magas. Az ionszintet kissé befolyásolja a Föld magnetoszférája. De az ionizált elektronok mennyisége a napfényben fellépő leggyakrabban növekszik, valamint a különböző kozmikus testek, például a meteorit részecskék áthaladása miatt, a Földön kívül. Éjjel, amikor nincs napsugárzás, az ionizáció szintjét a galaktikus kozmikus sugarak befolyásolják.

Napsütések a Föld felé vezetnekaz elemi részecskék - protonok, elektronok - áramlása irányul. Ezek hatással vannak a Föld légkörének minden rétegére. De a kemény sugárzás nagy része az ionoszféra késleltetett. Ugyanakkor az ionizáció élesen nő.

Az ionoszféra vizsgálata

Ezt a légkörréteget a 20. év elején fedezték felszázadi tudósok, E. Appleton, M. Barnet, G. Breit és M. Tewom. Azt találták, hogy 50 kilométeres tengerszint feletti magasságban van egy réteg rádióhullámú gáz. Elkezdték figyelni. Azt találták, hogy az ionoszféra folyamatosan más. Még a nap folyamán összetétele és egyéb jellemzői is változtak. Különböző gázok is függenek a magasságtól. Ezért az ionoszféra három rétegre oszlik.

De egy teljes kép a sajátosságairóla légkör részei, az emberiség csak a 20. század második felében tudott megszerezni. Földi ionospherikus állomásokon tanulmányoztuk. Aztán belülről kezdték vizsgálni. Az első rakétákon a műholdak felmentek a felső légkörbe. És az emberek megértették, mi az az ionoszféra. Összetételét tömegspektrométerből származó rakéták alkalmazásával tanulmányozták. Ez lehetővé tette más paraméterek mérését is:

• hőmérséklet;
• ionkoncentráció;
• elektromos vezetőképesség;
• ionizációs források;
• a kemény napsugárzás jellemzői.

Fedezze fel az ionoszféra rádió módszereit is- visszaverett rádióhullámok tanulmányozása. És a közelmúltban szatelliteket kezdtek használni, a fedélzeten, ahol vannak olyan állomások és szondák, amelyek felülről felderítik az ionoszférát. Ez lehetővé tette annak legfelső rétegének ötletét, amely nem volt elérhető a Földről történő tanulmányozáshoz.

Ionospferikus rétegek

A légkör ezen része is heterogén. Megkülönbözteti a különböző rétegeket az ionizáció és a gáz sűrűségével.

• A legalacsonyabb rétegben, amely 90-ig terjedkilométer, az ionizáció a legalacsonyabb. A levegő itt ionizálódik a Föld mágneses viharai hatására, valamint a Nap röntgensugárjaival. Éjjel ezért az ionizáció tovább csökken.
• A második réteg 90 és 120 kilométer közötti. Ezt az átlagos ionsűrűség jellemzi, amely a napsugárzás hatása alatt erőteljesen emelkedik. Ebben a rétegben a közepes és a rövid rádióhullámok tükröződnek. Az ionoszféra ezen részét a Kennel-Heaviside rétegnek is nevezik, amely először tanulmányozta.
• Az ionoszféra többi része 130 kilométer felett vana harmadik réteg. Az ionizáció legmagasabb szintjét itt körülbelül 200 kilométer magasságban figyeljük meg. Ez a réteg lehetővé teszi a rövid hullámú rádió-kibocsátást nagy távolságra. Ezt a réteget az angol Appleton fizikus nyitotta meg.

Mi az ózonréteg?

Az ionoszféra alatt az ózonréteg. Megvédi a Földet az ultraibolya sugarak és a hőveszteség káros hatásaitól. A tudósok bebizonyították, hogy az ózon hasznos minden élőlény számára. Számának vagy teljes hiányának csökkentése negatívan hat az emberek egészségére. A 20. század végén felfedezett ózon lyukak a rákos megbetegedések számának növekedését okozzák. Néhány tudós az ilyen folyamatokat nem a Föld felszínéről származó gázkibocsátással társítja, hanem a légkör felső ionizált rétegeinek megsemmisítésével, amelyek káros ultraibolya sugárzást indítottak el.

Az ionoszféra rádiókommunikációra gyakorolt ​​hatása

A levegő nagyfokú ionizációja ebben a rétegbena légkör befolyásolhatja a rádiókommunikációt. A negatív töltésű részecskék, amelyek kaotikusan mozognak, megváltoztathatják a rádióhullámok irányát, és még energiájukat is felszívhatják. Ennek eredményeképpen erős interferencia, a rádiókommunikáció ideiglenes eltűnése, vagy fordítva, a távoli rádióállomások sokféleségének javítása.

A tudósok bebizonyították, hogy ez az ionoszféra - ez azamely lehetővé teszi a rádióhullámok terjedését. Így történt, hogy ezeknek a hullámoknak köszönhetően ezt a réteget az 1920-as években fedezték fel.

A rádióhullámok pontosabb továbbítása távoli célokratávolságban kíván az ionoszféra fénytörés reflexiós pontjáig, ahonnan kap ez az a hely, ahol szükség van. A probléma az is, hogy az energia egy részét felszívja a negatív töltésű ionok. Ehhez kapcsolódik, hogy az a jelenség, amikor a hullámhossz gyorsan csillapodik a ionoszféra, és átadta a jobb rövid. Sőt, rádiókommunikációs alatt romlik a mágneses viharok, amelyben ionizációs csökken.

Az ionoszféra megsemmisítése

Mindenki tudja, miért van szüksége a Föld légkörére. Az ionoszféra a réteg, amely megvédi a fennmaradó rétegeket a kemény kozmikus sugárzástól. Ezért nagyon fontos, hogy összetétele normális szinten maradjon. De az emberi tevékenység az utóbbi években azt a tényt hozza, hogy a légkör ezen rétege összeomlik. Például a Skayleb Űr laboratórium elindításakor óriási mennyiségű hidrogén szabadul fel az ionoszférába.

Más rakétajáratok befolyásolják az összetételtlégkörben. A Space Shuttle nagy mennyiségű klórt, szénmonoxidot, alumínium-oxidot és hidrogént bocsát ki üzemanyag elégésekor. Az RN Energia sok nitrogén-oxid. Mindez aktívan elpusztítja az ionoszféra rétegeit és az ózon mennyiségének csökkenéséhez vezet. Az üzemanyag maradványai hosszú ideig felhalmozódtak a felső légkörben. Különösen sokan tartalmazzák a sztratoszférát. Az ionoszféra nagyon érzékeny az összetétel változásaira, így az ionok gyorsan megsemmisülnek.

Kiderül, hogy az űrhajó elindításakora járat teljes útvonalán egy folyosó, az úgynevezett ionospferikus lyuk alakul ki. Ezen a ponton a kozmikus sugarak behatolhatnak a légkörbe, és eljuthatnak a Föld felszínébe, hátrányosan érintve az élő szervezeteket.

Északi fények

Az ionoszféra az a hely, ahol ilyenCsodálatos jelenség, mint az északi fények. A külső világűr sugárzása hatására keletkezik. Amikor a tér töltött részecskék mozog a földön belül vannak a felső réteg az ionoszféra, a zavarása az ionok következik be, amely alsó érzékelték szép irizáló izzás. Valójában ez a folyamat a naptól érkező töltött részecskék örvényeinek ionoszférájában való semlegesítése. Ha nem erre a rétegre, a "szoláris szél" elpusztítaná a Föld egész életét.