Един от слоевете на атмосферата , който ни защитава, е йоносферата . Тази област съдържа голям брой електрически заредени атоми и молекули. Тези заредени частици се създават от радиация от космоса, предимно от нашата звезда, Слънцето. Тази радиация удря неутралните атоми и молекулите на въздуха в атмосферата, зареждайки ги с електричество. Йоносферата е от голямо значение за хората, особено заради функциите си, свързани с комуникацията и защитата от вредна радиация от космоса, и поради тази причина ще посветим цялата тази публикация на нея.
Ще обясним всичко, което трябва да знаете за характеристиките, действието и значението на йоносферата.
ключови характеристики
Докато Слънцето грее непрекъснато, неговата активност генерира голямо количество електромагнитно лъчение. Това лъчение достига слоевете на нашата планета, зареждайки атомите и молекулите с електричество. След като всички частици се заредят, се образува слой, наречен йоносфера. Този слой се намира между мезосферата, термосферата и екзосферата. Тази конфигурация е от съществено значение за разбирането на значението на йоносферата за човечеството.
Вижда се, че йоносферата започва на височина приблизително 50 км над земната повърхност. Въпреки че започва на тази височина, тя става по-пълна и значима над 80 км. В горните области на йоносферата можем да видим стотици километри над повърхността, простиращи се на десетки хиляди километри в космоса; това наричаме магнитосфера. Магнитосферата е слоят от атмосферата, наречен така заради поведението си, дължащо се на магнитното поле на Земята и влиянието на Слънцето върху него. Връзката между йоносферата и магнитосферата засилва значението на този слой за живота на нашата планета.
Йоносферата и магнитосферата са свързани чрез зарядите на техните частици. Едната има електрически заряди, а другата - магнитни.
Слоеве на йоносферата
Както бе споменато по-рано, въпреки че йоносферата започва на 50 км, тя има различни слоеве в зависимост от концентрацията и състава на йоните, които я образуват. Преди това се смяташе, че йоносферата е съставена от няколко различни слоя, обозначени с буквите D, E и F. Слоят F е допълнително разделен на две по-подробни области: F1 и F2. В момента, благодарение на технологичния напредък, имаме по-добро разбиране за йоносферата и знаем, че тези слоеве не са много различни. За да се избегне объркване обаче, оригиналната схема е запазена.
Ще анализираме част по част различните слоеве на йоносферата, за да видим в детайли нейния състав и значение, като например функцията, която има при разпространението на радиовълни.
Регион D
Това е най-ниската част на цялата йоносфера. Тя достига височина между 70 и 90 км. Регион D има различни характеристики от регионите E и F. Това е така, защото свободните му електрони почти напълно изчезват през нощта. Те обикновено изчезват, защото се комбинират с кислородни йони, за да образуват електрически неутрални кислородни молекули. Динамиката на този процес подчертава важността на всеки слой за защитата на нашата планета.
Регион Е
Този слой е известен още като слоят Кенъли-Хевисайд. Наречен е на американския инженер Артър Е. Кенъли и английския физик Оливър Хевисайд. Този слой се простира приблизително от 90 км, където завършва слоят D, до 160 км. Ключова разлика от областта D е, че йонизацията продължава през цялата нощ. Тя обаче намалява значително, което прави изучаването ѝ фундаментално за разбирането на йоносферата.
Регион F
Надморската му височина е приблизително 160 км. Това е частта с най-висока концентрация на свободни електрони, защото е най-близо до слънцето. Следователно, тя получава най-много радиация. Степента ѝ на йонизация не се променя много през нощта, тъй като има промяна в разпределението на йоните. През деня можем да видим два слоя: по-малък слой, известен като F1, който е по-високо, и доминиращ, силно йонизиран слой, известен като F2. През нощта и двата се сливат на нивото на слоя F2, който е известен като слоя на Апълтън.
Роля и значение на йоносферата
За мнозина фактът, че атмосферата има електрически зареден слой, може да не изглежда значителен. Йоносферата обаче е от голямо значение за развитието на човечеството. Например, благодарение на този слой можем да разпространяваме радиовълни до различни части на планетата. Можем също така да изпращаме сигнали между спътници и Земята. Това допълнително засилва значението на йоносферата за съвременните комуникации, тъй като без нея поддържането на глобална свързаност би било трудно.
Една от най-важните причини, поради които йоносферата е от съществено значение за човечеството, е, че тя ни предпазва от вредното лъчение от космоса. Благодарение на йоносферата можем да наблюдаваме уникални природни явления като северното сияние – визуален спектакъл, който е не само красив, но и показва слънчева активност. По подобен начин йоносферата предпазва нашата планета от небесни скални образувания, които навлизат в атмосферата. Термосферата ни помага да се предпазим и да регулира температурата на Земята, като абсорбира част от UV лъчението и рентгеновите лъчи, излъчвани от Слънцето. От друга страна, екзосферата е първата линия на защита между планетата и слънчевите лъчи.
Температурите в този жизненоважен слой са изключително високи. На някои места достигат 1.500 градуса по Целзий. При тази температура, освен че е невъзможно да се живее, тя би изгорила всеки човешки елемент, който влезе в контакт с нея. Това е причината повечето метеорити, които удряха нашата планета, да се разпадат и да образуват падащи звезди. Когато тези скали влязат в контакт с йоносферата и високите температури, открити там, обектът се нажежава и е обграден от огън, докато накрая се разпадне.
Наистина е много необходим слой за развитието на човешкия живот, както го познаваме днес. Поради тази причина е важно да я познаваме по-задълбочено и да изучаваме нейното поведение, тъй като не бихме могли да живеем без нея.
