Die Erdatmosphäre besteht aus mehreren Teilen,eine andere Zusammensetzung haben. Stratosphäre, Exosphäre, Troposphäre, Ionosphäre und andere Schichten schützen alles Leben auf dem Planeten vor harter kosmischer Strahlung. Nicht alle von ihnen haben in ihrer Zusammensetzung Sauerstoff in einer Menge, die zum Atmen ausreicht. Aber jeder erfüllt seine Funktionen. Zum Beispiel ist die Ionosphäre die oberste Schicht der Atmosphäre, die über 50 Kilometer entfernt ist. Es ist so wegen der großen Anzahl von Ionen, die durch die Einwirkung der Sonnenstrahlung gebildet werden. Sie sind diejenigen, die den größten Teil der kosmischen Strahlung zurückhalten.
Ionosphäre: Zusammensetzung
Diese Schicht der Atmosphäre besteht aus einer Mischung von Gasen.Sie sind sehr wenige dort, so sagen sie über sehr entladene Luft in dieser Höhe. Deshalb sind Flüge an diesem Ort unmöglich. Der Großteil der Ionosphäre der Erde enthält neutrale Stickstoff- und Sauerstoffatome. Seine Hauptzusammensetzung ist jedoch ein quasi-neutrales Plasma, in dem die Anzahl der positiv geladenen Teilchen etwa gleich der Menge der negativ geladenen Teilchen ist. Solche Ionen werden mehr und mehr mit Abstand von der Erde. Daher wird die Ionosphäre manchmal als Plasmaschale der Erde bezeichnet.
Die Hauptzusammensetzung der Ionosphäre von 50 bis 100 Kilometern über der Erdoberfläche ist Sauerstoff, Stickstoff und Natrium. Aber nach 100 km beginnen Wasserstoff und Helium darin zu dominieren.
Erklärung des Namens
Die Ionosphäre ist eine Schicht der Atmosphäre, so genanntwegen des hohen Ionisationsgrades. Seine Quelle sind Röntgen- und Ultraviolettstrahlen. Ionen sind negativ geladene Elektronen. In der Ionosphäre ist ihre Konzentration sehr hoch. Der Ionenpegel wird leicht von der Magnetosphäre der Erde beeinflusst. Aber die Menge an ionisierten Elektronen steigt am häufigsten während Fackeln auf der Sonne, und auch wegen der Passage von verschiedenen kosmischen Körpern, zum Beispiel Meteoriten, vorbei an der Erde. Nachts, wenn es keine Sonnenstrahlung gibt, wird der Ionisationsgrad durch galaktische kosmische Strahlung beeinflusst.
Ausbrüche auf der Sonne führen dazu, dass zur Erdeder Fluss von Elementarteilchen - Protonen, Elektronen - ist gerichtet. Sie betreffen alle Schichten der Erdatmosphäre. Aber die meiste harte Strahlung ist in der Ionosphäre verzögert. Zur gleichen Zeit nimmt seine Ionisierung stark zu.
Studium der Ionosphäre
Diese Schicht der Atmosphäre wurde Anfang des 20. Jahrhunderts entdecktJahrhundert Wissenschaftler E. Appleton, M. Barnet, G. Breit und M. Tewom. Sie fanden heraus, dass sich in einer Höhe von 50 Kilometern eine Schicht von Gasen befindet, die Radiowellen reflektieren. Sie begannen ihn zu beobachten. Es wurde festgestellt, dass die Ionosphäre sich ständig unterscheidet. Auch während des Tages ändern sich seine Zusammensetzung und andere Eigenschaften. Eine andere Anzahl von Gasen hängt auch von der Höhe ab. Daher wurde die Ionosphäre in drei Schichten unterteilt.
Aber ein vollständiges Bild der Besonderheiten davonTeile der Atmosphäre konnte die Menschheit erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts bekommen. Wir haben es von terrestrischen Ionosphärenstationen untersucht. Dann begannen sie, es von innen zu untersuchen. Zuerst stiegen Raketen, dann Satelliten in die obere Atmosphäre auf. Und die Leute konnten verstehen, was die Ionosphäre ist. Seine Zusammensetzung wurde durch den Einsatz von Raketen aus einem Massenspektrometer untersucht. Dies ermöglichte auch die Messung anderer Parameter:
- Temperatur;
- Ionenkonzentration;
- elektrische Leitfähigkeit;
- Quellen der Ionisierung;
- Merkmale der harten Sonnenstrahlung.
Erforschen Sie die Ionosphäre auch mit Radiomethoden- Untersuchung von reflektierten Radiowellen. Und vor kurzem wurden Satelliten eingesetzt, an Bord von Stationen und Sonden, die die Ionosphäre von oben erforschen. Dies ermöglichte es, sich eine Vorstellung von seiner obersten Schicht zu machen, die unzugänglich ist, um von der Erde aus zu studieren.
Ionosphärenschichten
Dieser Teil der Atmosphäre ist ebenfalls heterogen. Es unterscheidet drei Schichten mit unterschiedlichem Ionisationsgrad und Gasdichte.
- In der untersten Ebene bis 90Kilometer ist die Ionisierung am niedrigsten. Die Luft hier ist ionisiert unter dem Einfluss von magnetischen Stürmen der Erde und auch mit Hilfe von Röntgenstrahlen der Sonne. Daher wird die Ionisierung in der Nacht hier weiter reduziert.
- Die zweite Schicht reicht von 90 bis 120 Kilometern.Es zeichnet sich durch eine mittlere Ionendichte aus, die tagsüber unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung stark ansteigt. In dieser Schicht werden mittlere und kurze Radiowellen reflektiert. Dieser Teil der Ionosphäre wird auch Kennel-Heaviside-Schicht genannt, die ihn zuerst untersucht hat.
- Der Rest der Ionosphäre liegt über 130 Kilometerist die dritte Schicht. Der maximale Ionisierungsgrad wird hier in einer Höhe von etwa 200 Kilometern beobachtet. Diese Schicht ermöglicht es, kurzwellige Funkemissionen über große Entfernungen zu übertragen. Diese Schicht wurde vom englischen Physiker Appleton eröffnet.
Was ist die Ozonschicht?
Unterhalb der Ionosphäre befindet sich die Ozonschicht.Es schützt die Erde vor den schädlichen Auswirkungen von UV-Strahlung und Wärmeverlust. Wissenschaftler haben bewiesen, dass Ozon für alle Lebewesen nützlich ist. Die Verringerung der Anzahl oder der völligen Abwesenheit wirkt sich negativ auf die Gesundheit der Menschen aus. Ozonlöcher, die im späten 20. Jahrhundert entdeckt wurden, verursachen eine Zunahme der Anzahl von Krebsarten. Einige Wissenschaftler assoziieren solche Prozesse nicht mit der Emission von Gasen von der Erdoberfläche, sondern mit der Zerstörung der oberen ionisierten Schichten der Atmosphäre, die schädliche UV-Strahlung zu übertragen begannen.
Einfluss der Ionosphäre im Radio
Hoher Luftionisierungsgrad in dieser SchichtAtmosphäre kann die Funkkommunikation beeinträchtigen. Negativ geladene Teilchen, die sich unregelmäßig bewegen, können die Richtung der Radiowellen ändern und sogar ihre Energie absorbieren. Infolgedessen kommt es zu starken Interferenzen, zum vorübergehenden Verschwinden der Funkkommunikation oder zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit von entfernten Funkstationen.
Wissenschaftler haben bewiesen, dass die Ionosphäre die eine istSchicht der Atmosphäre, die die Ausbreitung von Funkwellen ermöglicht. Dank dieser Wellen wurde diese Schicht in den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts entdeckt.
Für eine genauere Übertragung von Funkwellen in die FerneEntfernungen müssen in der Ionosphäre des Brechungspunkts gefunden werden und reflektieren, von denen sie genau an die richtige Stelle fallen. Das Problem ist, dass ein Teil der Energie von negativ geladenen Ionen absorbiert wird. Dies hängt mit dem Phänomen zusammen, wenn die langen Wellen in der Ionosphäre schnell schwächer werden und die kurzen Wellen besser übertragen werden. Darüber hinaus verschlechtert sich die Funkkommunikation während magnetischer Stürme, bei denen die Ionisierung abnimmt.
Zerstörung der Ionosphäre
Все знают, для чего Земле нужна атмосфера.Die Ionosphäre ist ihre Schicht, die andere Schichten vor harter kosmischer Strahlung schützt. Daher ist es sehr wichtig, dass seine Zusammensetzung auf einem normalen Niveau bleibt. Die menschliche Tätigkeit in den letzten Jahren führt jedoch dazu, dass diese Schicht der Atmosphäre zusammenbricht. Beim Start des SkyLeb-Weltraumlabors wird zum Beispiel eine große Menge Wasserstoff in die Ionosphäre freigesetzt.
Andere Booster beeinflussen die Zusammensetzung nicht weniger.die Atmosphäre Space Shuttle strahlt bei der Verbrennung von Treibstoff eine große Menge Chlor, Kohlenmonoxid, Aluminiumoxid, Wasserstoff aus. Ein PH "Energy" - viel Stickoxid. All dies zerstört aktiv die Schichten der Ionosphäre und führt zu einer Abnahme der Ozonmenge. Die Reste des Brennstoffs sammeln sich lange Zeit in der oberen Atmosphäre an. Besonders viele von ihnen enthalten die Stratosphäre. Die Ionosphäre ist sehr empfindlich gegenüber Änderungen in ihrer Zusammensetzung, so dass die Ionen schnell zerstört werden.
Es stellt sich heraus, dass beim Starten von RaumfahrzeugenEntlang der gesamten Flugstrecke bildet sich ein Korridor, das sogenannte Ionosphärenloch. An diesem Punkt können kosmische Strahlen die Atmosphäre durchdringen und die Erdoberfläche erreichen, was alle lebenden Organismen beeinträchtigt.
Nordlichter
Die Ionosphäre ist der Ort, an dem sich solche bildenerstaunliches Phänomen wie das Nordlicht. Sie tritt unter dem Einfluss von Strahlung aus dem Weltraum auf. Wenn geladene kosmische Teilchen, die sich in Richtung Erde bewegen, in die oberen Schichten der Ionosphäre eindringen, kommt es zu einer Störung der Ionen, die von unten als schöner irisierender Schein wahrgenommen wird. Tatsächlich ist dieser Prozess die Neutralisierung von Wirbeln von geladenen Teilchen aus der Sonne in der Ionosphäre. Ohne diese Schicht würde der "Sonnenwind" alles Leben auf der Erde zerstören.
