Kokia yra jonosfera? Jonosferos sluoksniai

Žemės atmosfera susideda iš kelių dalių,turintys kitokią kompoziciją. Stratosfera, eksosfera, troposfera, jonosfera ir kiti sluoksniai apsaugo visą planetos gyvenimą nuo kietos kosminės spinduliuotės. Ne visi iš jų savo sudėtyje turi deguonies kiekį, pakankamą kvėpuoti. Bet kiekvienas atlieka savo funkcijas. Pavyzdžiui, jonosfera yra viršutinis atmosferos sluoksnis, esantis virš 50 kilometrų. Jis vadinamas dėl to, kad susidarė daug jonų, susidariusių dėl saulės spindulių poveikio. Tai tie, kurie sulaiko didžiąją kosminės spinduliuotės dalį.

Jonosfera: kompozicija

Šis atmosferos sluoksnis susideda iš dujų mišinio. Yra labai nedaug, todėl kalbame apie labai plonu oru šiame aukštyje. Štai kodėl skrydžiai šioje vietoje yra neįmanomi. Dauguma Žemės jonosferos sudėtyje yra neutralių atomų, iš azoto ir deguonies. Tačiau jo pagrindinė struktūra - yra quasineutral plazma, kurioje teigiamo krūvio dalelių skaičius yra maždaug lygus neigiamo krūvio skaičius. Tokie jonai vis labiau tampa atstumu nuo Žemės. Todėl, jonosferos kartais vadinama Žemės plazmos apvalkalas.

Pagrindinė jonosferos sudėtis nuo 50 iki 100 kilometrų virš žemės paviršiaus yra deguonis, azotas ir natris. Tačiau po 100 km pradžioje vyrauja vandenilis ir helis.

Pavadinimo paaiškinimas

Jonosfera yra atmosferos sluoksnis, vadinamas taipdėl didelio jonizacijos laipsnio. Jo šaltinis yra rentgeno spinduliai ir ultravioletiniai saulės spinduliai. Jonai yra neigiamai įkrauti elektronai. Jonos centre jų koncentracija yra labai didelė. Jono lygį šiek tiek įtakoja Žemės magnetosfera. Tačiau jonizuotų elektronų kiekis dažniausiai padidėja per Saulės spindulius, taip pat dėl ​​įvairių kosminių kūnų, pvz., Meteoritų dalelių, praeinančios Žemės pravažiavimo. Naktį, kai nėra saulės spinduliavimo, jonizacijos lygį veikia galaktikos kosminės spinduliuotės.

Saulės protrūkiai lemia tai, kad į Žemęelementariųjų dalelių srautas - protonai, elektronai - yra nukreiptas. Jie veikia visus Žemės atmosferos sluoksnius. Tačiau dauguma sunkiosios spinduliuotės yra uždelstos jonosferoje. Tuo pačiu metu jo jonizacija smarkiai didėja.

Jonosferos tyrimas

Šis atmosferos sluoksnis buvo atrastas 20-ojo pradžiojeamžiaus mokslininkams E. Appleton, M. Barnet, G. Breit ir M. Tewom. Jie nustatė, kad 50 kilometrų aukštyje yra radijo bangų atspindinčių dujų sluoksnis. Jie pradėjo stebėti jį. Nustatyta, kad jonosfera yra nuolat kitokia. Net per dieną jo sudėtis ir kitos savybės keičiasi. Skirtingas dujų skaičius taip pat priklauso nuo aukščio. Todėl jonosfera buvo padalyta į tris sluoksnius.

Bet visiškas šio ypatumų vaizdasžmonės sugebėjo pasiekti tik antroje 20-ojo amžiaus pusėje. Mes tai ištyrėme iš sausumos jonosferos stočių. Tada jie pradėjo tyrinėti iš vidaus. Iš pradžių raketos, tada palydovai pakilo į viršutinę atmosferą. Ir žmonės galėjo suprasti, kas yra jonosfera. Jo sudėtis buvo tiriama naudojant mastelinį spektrometrą naudojamas raketas. Tai taip pat leido išmatuoti kitus parametrus:

• temperatūra;
• jonų koncentracija;
• elektros laidumas;
• jonizacijos šaltiniai;
• kietosios saulės spindulių savybės.

Tyrinėkite jonosferą taip pat naudodami radijo metodus- atspindėtų radijo bangų tyrimas. Ir neseniai pradėjo veikti palydovai, ant kurių yra stotelės ir zondai, tiriantys ionosphere iš viršaus. Tai leido suformuoti idėją apie viršutinį sluoksnį, kurio negalima mokytis iš Žemės.

Jonosferos sluoksniai

Ši atmosferos dalis taip pat yra nevienalytė. Jis išskiria tris sluoksnius su skirtingais jonizacijos laipsniais ir dujų tankiu.

• Mažiausias sluoksnis, pratęsiantis iki 90kilometrai, jonizacija yra mažiausias. Čia oras yra jonizuojamas, veikiant Žemės magnetinėms audroms, taip pat naudojant Saulės rentgeno spindulius. Todėl naktį jonizacija čia dar labiau sumažėja.
• Antrasis sluoksnis svyruoja nuo 90 iki 120 kilometrų. Jis pasižymi vidutiniu jonų tankiu, kuris saulės spinduliuotės metu stipriai padidėja dienos metu. Šiame sluoksnyje atsispindi vidutinės ir trumposios radijo bangos. Ši jonosferos dalis taip pat vadinama Kennel-Heaviside sluoksniu, kuris pirmą kartą jį ištyrė.
• Likusi jonosfera yra virš 130 kilometrųTai trečiasis sluoksnis. Maksimalus lygis jonizacijos stebimas ne apie 200 kilometrų aukštyje. Šis sluoksnis leidžia perduoti trumpųjų bangų radijo bangas dideliais atstumais. Aš atidariau anglų fizikas Appleton sluoksnis.

Kas yra ozono sluoksnis?

Žemiau jonosfera yra ozono sluoksnis. Jis apsaugo Žemę nuo žalingo ultravioletinių spindulių poveikio ir šilumos nuostolių. Mokslininkai įrodė, kad ozonas yra naudingas visų gyvų dalykų. Jos mažinimas arba neigiamo poveikio žmonių sveikatai. Ozono skylės, kurios buvo aptiktos 20-ajame amžiuje, sukelti į vėžio skaičiaus padidėjimą. Kai kurie mokslininkai, susiję su tokių procesų yra dujų išmetimas nuo žemės paviršiaus, ir su jonizuotų viršutinių atmosferos sluoksnių, kurie tampa žalingas ultravioletinių spindulių perduoti sunaikinti.

Jonosferos įtaka radijo ryšiui

Didelis oro jonizacijos lygis šiame sluoksnyjeatmosfera gali paveikti radijo ryšį. Neigiamai įkraunamos dalelės, chaotiškai judančios, gali pakeisti radijo bangų kryptį ir net sugerti jų energiją. Dėl to kyla didelių trukdžių, laikinas radijo ryšio išnykimas arba, priešingai, toli radijo stočių įvairovės didinimas.

Mokslininkai įrodė, kad tai yra jonosfera - tai yraatmosferos sluoksnis, leidžiantis radijo bangas plisti. Taip atsitiko, kad šių bangų dėka šis sluoksnis buvo atrastas 1920-aisiais.

Norėdami tiksliau perduoti radijo bangas toliatstumas turi būti nustatytas lūžio taško jonosferoje, atspindintoje iš kurios jie patenka būtent toje vietoje, kurioje ji yra reikalinga. Problema taip pat yra ta, kad kai kuri energija sugeria neigiamai įkrautą joną. Tai siejama su reiškiniu, kuriame ilios bangos greitai sunaikinamos jonosferoje ir geriau perduodamos trumpai. Be to, radijo ryšys blogėja magnetinių audrų metu, kai jonizacija mažėja.

Jonosferos sunaikinimas

Visi žino, kodėl Žemė turi atmosferą. Jonosfera yra jos sluoksnis, kuris apsaugo likusius sluoksnius nuo kietos kosminės spinduliuotės. Todėl labai svarbu, kad jo sudėtis būtų palaikoma normaliame lygyje. Tačiau žmogaus veikla pastaraisiais metais lemia tai, kad šis atmosferos sluoksnis pradeda žlugti. Pavyzdžiui, paleidžiant Skaylebo kosmoso laboratoriją į jonosferą išleidžiamas didelis kiekis vandenilio.

Kitos raketos turi įtakos kompozicijaiatmosfera. Erdvė "vėžėjas" išmeta degimo proceso metu daug chloro, anglies monoksido, aliuminio oksido, vandenilio. RN Energia yra daug azoto oksido. Visa tai griauna aktyvių sluoksnių jonosferos ir sumažina ozono kiekį. likutinė kuro ilgą laiką kaupiasi viršutinėje atmosferoje. Ypač daug jų yra stratosfera. Jonosferos yra labai jautrus sudėties pasikeitimus, todėl jonai yra greitai sunaikinti.

Pasirodo, kad paleidžiant erdvėlaiviuspalei visą savo skrydžio maršrutą susidaro koridorius, vadinamasis jonosferos skylė. Tuo metu kosminiai spinduliai gali prasiskverbti į atmosferą ir pasiekti Žemės paviršių, neigiamai paveikti visus gyvus organizmus.

Šiaurės žiburiai

Jonosfera yra ta vieta, kur tokiaNuostabus reiškinys, kaip šiaurės žiburiai. Tai kyla dėl kosminės spinduliuotės įtakos. Kai į krintančias Žemės kosmines daleles patenka į viršutinius jonosferos sluoksnius, atsiranda jonų pasipiktinimas, kuris yra suvokiamas iš apačios kaip gražus, ryškus švytėjimas. Tiesą sakant, šis procesas yra sulaikytų dalelių sūkurių, atsiradusių iš Saulės, jonosphere neutralizavimas. Jei ne šis sluoksnis, "saulės vėjas" sunaikins visą gyvybę Žemėje.