Zemská atmosféra pozostáva z niekoľkých častís iným zložením. Stratosféra, exosféra, troposféra, ionosféra a ďalšie vrstvy chránia celý život planéty pred tvrdým kozmickým žiarením. Nie všetci majú dostatok kyslíka na dýchanie. Každý z nich však vykonáva svoje funkcie. Napríklad ionosféra je najvyššou vrstvou atmosféry, ktorá sa nachádza nad 50 kilometrami. To je pomenované tak, pretože veľký počet iónov generovaných v dôsledku vystavenia slnečnému žiareniu. Zohrávajú väčšinu kozmického žiarenia.
Ionosféra: zloženie
Táto vrstva atmosféry pozostáva zo zmesi plynov.Tam je len veľmi málo z nich, takže hovoria o veľmi tenkom vzduchu v takej výške. Z tohto dôvodu nie je možné vykonať lety na tomto mieste. Väčšina ionosféry Zeme obsahuje neutrálne atómy dusíka a kyslíka. Jeho hlavným zložením je kváziineutrálna plazma, v ktorej sa počet kladne nabitých častíc približne rovná počtu záporne nabitých častíc. Takéto ióny sa čoraz viac stávajú so vzdialenosťou od Zeme. Preto sa ionosféra niekedy nazýva plazmatický plášť Zeme.
Hlavné zloženie ionosféry 50 až 100 kilometrov nad povrchom Zeme je kyslík, dusík a sodík. Ale po 100 km začína dominovať vodík a hélium.
Vysvetlenie názvu
Iónosféra je vrstvou atmosféry, tzvkvôli vysokému stupňu ionizácie. Jeho zdrojom je röntgenové a ultrafialové slnečné svetlo. Ióny sú negatívne nabité elektróny. V ionosfére je ich koncentrácia veľmi vysoká. Úroveň iónov je mierne ovplyvnená magnetosférou Zeme. Ale počet ionizovaných elektrónov sa najčastejšie zvyšuje počas ramien na Slnku a tiež kvôli prechodu rôznych kozmických telies, ako sú meteorické častice, za Zem. V noci, keď nie je žiadne slnečné žiarenie, galaktické kozmické žiarenie ovplyvňuje úroveň ionizácie.
Flare na Slnku vedie k tomu, že na Zemsmeruje prúd elementárnych častíc - protónov, elektrónov. Ovplyvňujú všetky vrstvy zemskej atmosféry. Väčšina tvrdého žiarenia je v ionosfére oneskorená. To dramaticky zvyšuje jeho ionizáciu.
Štúdium ionosféry
Táto vrstva atmosféry bola objavená na začiatku 20. storočiastoročia vedci E. Appleton, M. Barnet, G. Breit a M. Tyuv. Zistili, že v nadmorskej výške po 50 kilometroch je vrstva plynov odrážajúca rádiové vlny. Začal ho sledovať. Zistilo sa, že ionosféra je neustále odlišná. Dokonca aj počas dňa sa mení jeho zloženie a iné charakteristiky. Rôzne množstvá plynov závisia aj od výšky. Preto bola ionosféra rozdelená na tri vrstvy.
Ale úplný obraz o vlastnostiach tohtoČasť atmosféry ľudstva sa mohla dostať až v druhej polovici 20. storočia. Študovali sme ho z pozemných ionosférických staníc. Potom ich začali objavovať zvnútra. Prvá raketa, potom sa satelity vyšplhali do hornej atmosféry. A ľudia dokázali pochopiť, čo je ionosféra. Jeho zloženie bolo študované pomocou rakiet hmotnostného spektrometra. Taktiež umožnilo merať ďalšie parametre:
- teplota;
- iónová koncentrácia;
- elektrická vodivosť;
- ionizačné zdroje;
- charakteristiky tvrdého slnečného žiarenia.
Iónosféra sa skúma aj pomocou rádiových metód.- štúdium odrazených rádiových vĺn. A v poslednej dobe sa používajú satelity, na ktorých sa nachádzajú stanice a sondy, ktoré skúmajú ionosféru zhora. To nám umožnilo vytvoriť predstavu o najvyššej vrstve, ktorá je pre štúdium zo Zeme nedostupná.
Vrstvy ionosféry
Táto časť atmosféry je tiež heterogénna. Rozlišuje tri vrstvy s rôznymi stupňami ionizácie a hustoty plynu.
- V najspodnejšej vrstve sa rozširuje na 90km, ionizácia je najnižšia. Vzduch je tu ionizovaný pod vplyvom magnetických búrok na Zemi, ako aj pomocou röntgenových lúčov Slnka. Preto sa v noci ionizácia ešte viac znižuje.
- Второй слой располагается от 90 до 120 километров.Je charakterizovaná priemernou hustotou iónov, ktorá sa vplyvom slnečného žiarenia výrazne zvyšuje v priebehu dňa. V tejto vrstve sa odrážajú stredné a krátke rádiové vlny. Táto časť ionosféry sa tiež nazýva vrstva Kennelly-Heaviside, ktorá ju najskôr študovala.
- Zvyšok ionosféry nad 130 kilometrovrobí tretiu vrstvu. Najvyššia úroveň ionizácie sa nachádza v nadmorskej výške približne 200 kilometrov. Táto vrstva umožňuje prenášať krátke vlny rádiových emisií na dlhé vzdialenosti. Anglický fyzik Appleton otvoril túto vrstvu.
Čo je ozónová vrstva
Pod ionosférou je ozónová vrstva.Chráni Zem pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia a tepelnými stratami. Vedci dokázali, že ozón je dobrý pre všetky živé veci. Zníženie jeho počtu alebo úplná absencia negatívneho vplyvu na zdravie ľudí. Ozónové otvory, ktoré boli objavené na konci 20. storočia, spôsobili nárast rakoviny. Niektorí vedci spájajú tieto procesy nie s emisiami plynov z povrchu Zeme, ale so zničením horných ionizovaných vrstiev atmosféry, ktoré začali prenášať škodlivé ultrafialové žiarenie.
Vplyv ionosféry na rádiokomunikáciu
Vysoká miera ionizácie vzduchu v tejto vrstveatmosféra môže ovplyvniť rádiovú komunikáciu. Negatívne nabité častice, pohybujúce sa nerovnomerne, môžu zmeniť smer rádiových vĺn a dokonca absorbovať svoju energiu. V dôsledku toho dochádza k silnému rušeniu, dočasnému zmiznutiu rádiovej komunikácie alebo naopak zvyšovaniu pravdepodobnosti vzdialených rozhlasových staníc.
Vedci dokázali, že ionosféra je jedinávrstva atmosféry, ktorá umožňuje šírenie rádiových vĺn. Stalo sa tak, že vďaka týmto vlnám bola táto vrstva objavená v 20. rokoch 20. storočia.
Pre presnejší prenos rádiových vĺn do vzdialenostivzdialenosti musia byť nájdené v ionosfére bodu lomu, odrážajúce, odkiaľ padajú presne na správnom mieste. Problémom je, že časť energie je absorbovaná negatívne nabitými iónmi. To súvisí s fenoménom, keď sa dlhé vlny tlmia v ionosfére rýchlo a krátke sú lepšie prenášané. Okrem toho sa rádiové komunikácie zhoršujú počas magnetických búrok, v ktorých sa ionizácia znižuje.
Zničenie ionosféry
Každý vie, prečo Zem potrebuje atmosféru.Ionosféra je jej vrstva, ktorá chráni zostávajúce vrstvy pred tvrdým kozmickým žiarením. Preto je veľmi dôležité, aby sa jeho zloženie udržiavalo na normálnej úrovni. Ľudská aktivita v posledných rokoch však vedie k tomu, že táto vrstva atmosféry sa začína zrútiť. Napríklad pri spustení vesmírneho laboratória v Skalebe sa do ionosféry uvoľní veľké množstvo vodíka.
Ostatné štartovacie vozidlá nemenia menej na zloženieatmosféra. Raketoplán počas spaľovania paliva emituje veľké množstvo chlóru, oxidu uhoľnatého, oxidu hlinitého a vodíka. A LV "Energy" - veľa oxidu dusnatého. To všetko aktívne ničí vrstvy ionosféry a vedie k zníženiu množstva ozónu. Zvyšky paliva sa dlho akumulovali v hornej atmosfére. Obzvlášť veľa z nich obsahuje stratosféru. Ionosféra je veľmi citlivá na zmeny v jej zložení, takže ióny sa rýchlo ničia.
Ukazuje sa, že pri vypustení kozmickej lodepozdĺž celej trasy letu sa vytvorí chodba, tzv. ionosférická diera. V tomto okamihu môžu kozmické lúče preniknúť do atmosféry a dosiahnuť povrch Zeme, čo nepriaznivo ovplyvňuje všetky živé organizmy.
Polárne svetlá
Ionosféra je miesto, kde také miesto jeúžasný jav ako polárne svetlá. Vzniká pod vplyvom žiarenia z vesmíru. Keď nabité kozmické častice, ktoré sa pohybujú smerom k Zemi, vstupujú do horných vrstiev ionosféry, dochádza k narušeniu iónov, ktoré je zdola vnímané ako krásna dúhovka. V skutočnosti je týmto procesom neutralizácia vírov nabitých častíc prichádzajúcich zo Slnka v ionosfére. Ak nie pre túto vrstvu, „slnečný vietor“ by zničil všetok život na Zemi.
