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电离层电离层中离子的分布

2022/07/16150 作者:佚名
导读:研究和火箭实测表明,大约90km高度以下大气分子量没有明显变动,但在高度l0~50km范围内O3含量的百分数较大,极大值约在20~35km处。35~40km以上出现NO。90km以上O2开始分解为氧原子,在更高处N2也开始分解,在约100km以上,大气的主要成分为O、N2和N。在约500km以上,N2和O2就都不存在了,He和H含量的百分数则逐渐增加,到2000km以上就只有这两种原子了。 大气分

研究和火箭实测表明,大约90km高度以下大气分子量没有明显变动,但在高度l0~50km范围内O3含量的百分数较大,极大值约在20~35km处。35~40km以上出现NO。90km以上O2开始分解为氧原子,在更高处N2也开始分解,在约100km以上,大气的主要成分为O、N2和N。在约500km以上,N2和O2就都不存在了,He和H含量的百分数则逐渐增加,到2000km以上就只有这两种原子了。

大气分子有向外散逸的趋势。这种趋势与地球引力对抗的结果,大气压力随高度按指数规律衰减。各种成分所含的离子数可能在某一高度上出现最大值,但因各种因素(包括地磁场)对电离层同时作用以及带电粒子的迁移、散逸的结果,实际的离子浓度随高度的变动并不是几种成分理论分布的叠加。大体上,阴离子只存在于70km(白天)或90km(夜晚)以下,其上主要是浓度基本相同的阳离子和自由电子。浓度随高度的分布曲线在某几个高度上出现逗留,这些高度对于电磁波的反射起着重要的作用。各区域从下而上命名为D层(约在地面以上40~90km)、E层(约90~160km)和F层(伸展到数千公里以外)。

电子浓度随高度的分布受时间、季节和太阳的活动性影响很大,浓度值和各区的范围都不是固定的。在夜间由于受不到太阳的照射,而低层大气的密度又较大,复合较强,D层会消失,E、F层的电子浓度也会降低一、二个数量级。在很偶然的情况下,E层中会出现Es层,电子浓度程高,甚至能反射50MHz左右的电磁波,其寿命则只有数小时或更短。在太阳表面黑子较多而喷出大量粒子流时,F层可能因受热膨胀而浓度大大下降,以致短波通信中断几小时乃至几十小时。这种情况在高纬度地区比较严重。

电离层是色散性媒质。当折射率成为虚数时,电磁波受到截止衰减,不能传播。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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