Шта је ионосфера? Ионосферски слојеви

Земљина атмосфера састоји се од неколико делова, од којих свака има другачији састав. Стратосфера, егзосфера, тропосфера, јоносфера и остали слојеви штите живот на планети од тврђег космичког зрачења. Не сви у свом саставу имају кисик у количини која је довољна за дисање. Али свако извршава своје функције. На пример, јоносфера је највиши слој атмосфере, налази се преко 50 километара. Име је названо тако због великог броја јона насталих услед дејства сунчевог зрачења. Они су они који задржавају већину космичког зрачења.

Ионосфера: композиција

Овај слој атмосфере састоји се од мешавине гасова. Има их врло мало, тако да говоре о веома празном ваздуху на овој висини. Зато су летови на овом месту немогући. Већина јоносфере Земље садржи неутралне атоме азота и кисеоника. Али његов главни састав је квазинеутрална плазма у којој је број позитивно наелектрисаних честица приближно једнак количини негативно наелектрисаних честица. Такви јони постају све више и више од удаљености од Земље. Због тога се јоносфера понекад назива плазма љуска Земље.

Основни састав јоносфере је 50 до 100 километара изнад површине Земље - то је кисеоник, азот и натријум. Али након 100 км, водоник и хелијум почињу да преовлађују у њему.

Објашњење имена

Јоносфера је слој атмосфере, названог због високог степена ионизације. Његов извор је рентгенски и ултраљубичасти зраци Сунца. Иони су негативно напуњени електронима. У јоносфери њихова концентрација је веома висока. Ниво јона је мало погођен магнетосфером Земље. Међутим, количина јонизованих електрона често се повећава за вријеме ракете на Сунцу, али и због проласка различитих космичких тела, као што су честице метеора, прошле Земље. Ноћу, када нема сунчевог зрачења, на нивоу јонизације утичу галактички космички зраци.

Избијања на Сунцу доводе до протока елементарних честица - протона, електрона - до Земље. Оне утичу на све слојеве атмосфере Земље. Али већина тврдог зрачења је одложена у јоносфери. У исто време, његова јонизација се нагло повећава.

Студија јоносфере

Овај слој атмосфере откривени су у почетку 20. века научници Е. Апплетон, М. Барнет, Г. Бреит и М. Тев. Утврдили су да на надморској висини од 50 километара постоји слој гасова који одражавају радио таласе. Почели су да га гледају. Утврђено је да је јоносфера константно другачија. Чак и током дана, његов састав и друге карактеристике се мењају. Различити број гасова такође долази због висине. Због тога је јоносфера подељена на три слоја.

Али потпуно разумевање особености овог дела атмосфере човјечанства могле су се наћи тек у другој половини 20. века. Проучавали смо га из терестричких јоносферских станица. Тада су почели да га истражују изнутра. На првим ракетама, онда су сателити уздигнути у горњу атмосферу. И људи могу да разумеју шта је јоносфера. Његов састав проучаван је коришћењем ракета из масеног спектрометра. То је такође омогућило мерење других параметара:

• Температура;
• Концентрација јона;
• Електрична проводљивост;
• Извори јонизације;
• Карактеристике тврдог сунчевог зрачења.

Истражите јоносферу помоћу радио метода - проучавање рефлектованих радио таласа. И недавно су почели да се користе сателити на броду који постоје постројења и сонде који с горње стране проучавају јоносферу. То је омогућило стварање идеје о свом највишем слоју, неприступачном за проучавање са Земље.

Ионосферски слојеви

Овај део атмосфере је такође хетероген. Одликује се три слоја са различитим степенима јонизације и густином гаса.

• У најнижем слоју, који се протеже на 90 километара, јонизација је најнижа. Ваздух овде је ионизован под утицајем магнетних олуја на Земљи, али и уз помоћ рентгенских зрака Сунца. Стога, ноћу, јонизација се даље смањује.
• Други слој креће се од 90 до 120 километара. Карактерише га просечна јонска густина, која се током дана под дејством сунчевог зрачења снажно повећава. У овом слоју рефлектују се средњи и кратки радио таласи. Овај део јоносфере се такође назива слој Кеннел-Хеависиде, који га је први пут проучавао.
• Остатак јоносфере је 130 км изнад трећег слоја. Максимални ниво јонизовања овде се примећује на надморској висини од око 200 километара. Овај слој омогућава пренос краткоталасних радио емисија на великим даљинама. Овај слој отворио је енглески физичар Апплетон.

Шта је озонски омотач?

Испод јоносфере налази се озонски омотач. Он штити Земљу од штетних ефеката ултраљубичастих зрака и губитка топлоте. Научници су доказали да је озон корисан за све животе. Смањивање броја или потпуног одсуства негативно утиче на здравље људи. Отвори за озон, који су откривени крајем 20. века, доводе до повећања броја карцинома. Неки научници повезују такве процесе не са емисијом гасова са површине Земље, већ са уништавањем горње ионизоване слојеве атмосфере, која је почела преносити штетно ултраљубичасто зрачење.

Утицај јоносфере на радио комуникацију

Висок степен ионизације ваздуха у овом слоју атмосфере може утицати на радио комуникацију. Негативно наелектрисане честице, хаотично се крећу, могу променити правац радио таласа и чак апсорбирати њихову енергију. Као резултат, постоје снажне сметње, привремени нестанци радио комуникација или, обратно, побољшање разноврсности далеких радио станица.

Научници су доказали да је ионосфера - ово је слој атмосфере који омогућава ширење радио таласа. Тако се догодило да је захваљујући овим таласима овај слој откривен у двадесетим годинама.

Ради прецизнијег преноса радио таласа на великим даљинама, у јоносфери је потребно пронаћи рефракциону рефлексију, рефлектујући одакле ће тачно падати на место на којем је потребно. Проблем је такодје да се нека енергија апсорбује негативно наелектреним јонима. Ово је повезано са феноменом у којем се дуго таласи брзо распадају у јоносфери, а боље преносе кратко. Поред тога, радио комуникација се погоршава током магнетних олуја, у којима се смањује јонизација.

Уништење јоносфере

Сви знају зашто Земљи треба атмосфера. Јоносфера је њен слој, који штити преостале слојеве од тврђег космичког зрачења. Због тога је веома важно да се његов састав одржава на нормалном нивоу. Али људска активност последњих година доводи до чињенице да овај слој атмосфере почиње да се сруши. На пример, када покреће Скаилебову свемирску лабораторију, огромна количина водика протјерана је у јоносферу.

Друга лака возила немају мање утицаја на састав атмосфере. Спаце Схуттле емитује велику количину хлора, угљен моноксида, алуминијум оксида, водоника при горењу горива. РН Енергиа је пуно азот-оксида. Све ово активно уништава слојеве јоносфере и доводи до смањења количине озона. Остаци горива су дуго нагомилани у горњим слојевима атмосфере. Посебно многи од њих садрже стратосферу. Јоносфера је врло осетљива на промену у свом саставу, тако да се јони брзо уништавају.

Испоставља се да се приликом покретања свемирске летјелице дуж читаве трасе њиховог лета формира коридор, тзв. Јоносферска рупа. У овом тренутку космички зраци могу продрети у атмосферу и доћи до површине Земље, негативно утичући на све живи организми.

Нортхерн Лигхтс

Јоносфера је место где се формира тако невероватна појава, попут сјеверних светала. Настаје под утицајем зрачења из свемира. Када се наелектрисане космичке честице кретају ка Земљи улазе у горње слојеве јоносфере, долази до поремећаја јона, који се доживљава одоздо као прелеп иридесцентни сјај. Заправо, овај процес је неутрализација у јоносфери вортика напуњених честица који долазе из Сунца. Ако не за овај слој, "соларни ветар" би уништио цео живот на Земљи.