Je to ionosféra? Ionosférické vrstvy

Zemská atmosféra se skládá z několika částí, z nichž každá má jiné složení. Stratosféra, exosféra, troposféra, ionosféra a další vrstvy chrání celý život na planetě před tvrdým kosmické záření.

Ionosféra: složení

Tato vrstva atmosféry se skládá ze směsi plynů. Tam jsou jen velmi málo, a tak říkají o velmi vypouštěném vzduchu v této nadmořské výšce. To je důvod, proč nejsou lety na tomto místě nemožné. Většina ionosféry Země obsahuje neutrální atomy dusíku a kyslíku. Jeho hlavním složením je kvazineutrální plazma, ve které je počet kladně nabitých částic přibližně stejný jako množství negativně nabitých částic. Takové ionty se stále častěji stávají vzdáleny od Země. Proto se ionosféra někdy nazývá plazmovou skořápkou Země.

Hlavní složení ionosféry 50 až 100 kilometrů nad povrchem Země je kyslík, dusík a sodík. Ale po 100 km začnou převládat vodík a hélium.

Vysvětlení názvu

Ionosféra je vrstvou atmosféry, která je pojmenována kvůli vysokému stupni ionizace. Jejím zdrojem jsou rentgenové a ultrafialové sluneční paprsky. Ionty jsou záporně nabité elektrony. V ionosféře je jejich koncentrace velmi vysoká. Na iontové úrovni je mírně ovlivněna magnetosféra Země. Ale množství ionizovaných elektronů se nejčastěji zvyšuje během výbuchů na Slunci a také kvůli průchodu různých kosmických těles, například částeček meteoritů za Zemi. V noci, kdy není sluneční záření, je úroveň ionizace ovlivněna galaktickými kosmickými paprsky.

Vypuknutí slunce vede k toku elementárních částic - protonů, elektronů - na Zemi. Ovlivňují všechny vrstvy zemské atmosféry. Ale většina tvrdého záření je zpožděna v ionosféře. Současně se jeho ionizace prudce zvyšuje.

Studium ionosféry

Tato vrstva atmosféry byla objevena na počátku 20. století vědci E. Appleton, M. Barnet, G. Breit a M. Tew. Zjistili, že v nadmořské výšce po 50 kilometrech je vrstva plynů odrážejících rádiové vlny. Začali ho sledovat. Bylo zjištěno, že ionosféra je neustále odlišná. I během dne se mění jeho složení a další vlastnosti. Různé množství plynů je také závislé na nadmořské výšce. Proto byla ionosféra rozdělena do tří vrstev.

Ale úplné porozumění zvláštnostem této části atmosféry lidstvo mohlo být dosaženo až ve druhé polovině 20. století. Studovali jsme je z pozemských ionosférických stanic. Pak ji začali zkoumat zevnitř. Nejprve rakety, pak satelity vystoupily do horní atmosféry. A lidé pochopili, co je ionosféra. Jeho složení bylo studováno pomocí raket z hmotnostního spektrometru. To také umožnilo měřit další parametry:

• teplota;
• iontová koncentrace;
• elektrická vodivost;
• zdroje ionizace;
• charakteristiky tvrdého slunečního záření.

Ionosféra je také zkoumána pomocí rádiových metod - studia odražených rádiových vln. A v poslední době se začaly používat družice, na kterých jsou stanice a sondy, které zkoumají ionosféru shora. To umožnilo vytvořit představu o své nejvyšší vrstvě, která je nepřístupná ke studiu ze Země.

Ionosférické vrstvy

Tato část atmosféry je také heterogenní. Rozlišuje tři vrstvy s různými stupni ionizace a hustotou plynu.

• V nejnižší vrstvě, která dosahuje 90 kilometrů, je ionizace nejnižší. Vzduch zde je ionizován pod vlivem magnetické bouře Země, a také pomocí rentgenových paprsků Slunce. Proto se v noci ionizace zde dále snižuje.
• Druhá vrstva se pohybuje od 90 do 120 kilometrů. Je charakterizována průměrnou hustotou iontů, která silně stoupá během dne pod vlivem slunečního záření. V této vrstvě se odrážejí střední a krátké rádiové vlny. Tato část ionosféry se také nazývá vrstva Kennel-Heaviside, která ji nejprve studovala.
• Zbytek ionosféry je 130 km nad třetí vrstvou. Maximální úroveň ionizace zde je pozorována ve výšce asi 200 kilometrů. Tato vrstva umožňuje přenos radiových emisí krátkých vln na dlouhé vzdálenosti. Tato vrstva byla otevřena anglickým fyzikem Appleton.

Co je to ozonová vrstva?

Pod ionosférou je umístěn ozonové vrstvy. Chrání Zemi před škodlivými účinky UV záření a před ztrátou tepla. Vědci prokázali, že ozon je užitečný pro všechny živé věci. Snížení počtu nebo úplné nepřítomnosti negativně ovlivňuje zdraví lidí. Ozónové díry, které byly objeveny v druhé polovině 20. století, způsobují nárůst počtu případů rakoviny. Někteří vědci spojené s těmito postupy, jsou emise plynů ze zemského povrchu, a s zničení ionizovaných horních vrstvách atmosféry, které se stávají škodlivé ultrafialové záření projít.

Vliv ionosféry na rádiovou komunikaci

Vysoký stupeň ionizace vzduchu v této vrstvě atmosféry může ovlivnit rádiovou komunikaci. Negativně nabité částice, které se chaoticky pohybují, mohou změnit směr rádiových vln a dokonce i absorbovat svou energii. V důsledku toho dochází k silnému rušení, dočasnému zmizení radiokomunikací nebo naopak ke zvýšení rozmanitosti vzdálených rozhlasových stanic.

Vědci prokázali, že to je ionosféra - to je vrstva atmosféry, která umožňuje šíření rádiových vln. Stalo se tak, že díky těmto vlnám byla tato vrstva objevena ve dvacátých letech minulého století.

Pro přesnější přenos rádiových vln na dlouhé vzdálenosti je nutné nalézt v ionosféře body refrakce, odrážely, odkud přesně padnou na místo, kde je potřeba. Problémem je také to, že část energie je absorbována negativně nabitými ionty. To je spojeno s fenoménem, ​​kdy se dlouhé vlny rychle rozpadají v ionosféře a jsou lépe přenášeny krátce. Kromě toho dochází k zhoršování rádiové komunikace během magnetických bouří, při nichž ionizace klesá.

Zničení ionosféry

Každý ví, proč Země potřebuje atmosféru. Ionosféra je její vrstva, která chrání zbývající vrstvy před tvrdým kosmickým zářením. Proto je velmi důležité, aby se jeho složení udržovalo na normální úrovni. Ale lidská činnost v posledních letech vede k tomu, že se tato vrstva atmosféry začíná zhroucovat. Například při spuštění Skayleb Space Laboratory se do ionosféry uvolní obrovské množství vodíku.

Ostatní odpalovací vozidla nemají žádný vliv na složení atmosféry. Vesmírný člun vydává velké množství chloru, oxidu uhelnatého, oxidu hlinitého a vodíku při spalování paliva. RN Energia je hodně oxidu dusíku. To vše aktivně zničí vrstvy ionosféry a vede k poklesu množství ozonu. Zbytky paliva se nahromadily dlouho v horní atmosféře. Obzvláště hodně z nich obsahuje stratosféru. Ionosféra je velmi citlivá na změny ve svém složení, takže ionty jsou rychle zničeny.

Ukazuje se, že když začnete kosmická loď po celé cestě jejich letu vzniká koridor, tzv. ionosférická díra. V tomto okamžiku mohou kosmické paprsky proniknout do atmosféry a dostat se na zemský povrch, což nepříznivě ovlivňuje všechny živé organismy.

Severní světla

Ionosféry - místo, kde se tvoří takový úžasný fenomén Aurora Borealis. Vzniká pod vlivem radiace z vesmíru. Když prostor nabité částice pohybující se na zem, jsou v horních vrstvách ionosféry je odchylka iontů dochází, který dno je vnímána jako krásné duhovým záře. Ve skutečnosti je tento proces neutralizace v ionosféry vírů nabité částice přicházející ze slunce. Pokud ne pro tuto vrstvu, "sluneční vítr" by zničil celý život na Zemi.