Іоносфера

Іоносфера (від слова «іони») - верхня частина атмосфери Землі, розташована вище 50 км, сильно іонізована через випромінювання космічними сонячними променями. Склад іоносфери - це суміш газів нейтральних атомів і молекул (здебільшого кисню О2 і азоту N2) у поєднанні зі квазінейтральною плазмою. Ступінь іонізації істотно збільшується з висоти 60 кілометрів. Внаслідок спостережень було встановлено, що іоносфера постійно змінюється. Вміст в одиниці об'єму електронів та іонів в іоносфері по висоті розподіляється нерівномірно, тому іоносфера розділяється на шари D, Е і F, які не мають чітко визначених кордонів. Їх розташування і насиченість постійно змінюються протягом доби, сезону і одинадцятирічного сонячного циклу. У іоносфері спостерігається зростання температури та електронної концентрації до шару F. У верхній частині шару F зростання температури сповільнюється, а електронна концентрація зменшується поступово до висот 15-20 тисяч кілометрів (до плазмопаузи), а потім різко падає у міжпланетному середовищі.

Шар D знаходиться на висотах від 60 до 90 км, це область слабкої іонізації. На іонізацію тут впливає, здебільшого, рентгенівське випромінювання Сонця, а також додаткові слабкі джерела іонізації: космічні промені, метеорити. Для шару D характерне різке зниження ступеня іонізації вночі.

Шар Е знаходиться на висотах від 90-120 км, характеризується великими щільностями плазми. Основне джерело іонізації - це сонячна короткохвильова радіація, тому в денний час відбувається зростання концентрації електронів, а в нічний - падає. Так як в шарі E існує висока концентрація вільних носіїв, то він має велике значення у розподілі середньохвильового і короткохвильового випромінювання.

Шар F розташовується вище 130-140 км. Максимальне іоноутворення відбувається на висотах 150-200 км. Новоутворена плазма внаслідок дифузії переноситься вгору і вниз з області максимуму, тому найбільша концентрація електронів та іонів зосереджена на рівні 250-400 км над рівнем моря. На висотах від 400 до 1000 км найбільша концентрація легких іонів кисню, а ще вище - іонів водню (протонів) і в невеликих кількостях іонів гелію. Шар F характеризується здатністю відображати радіохвилі, що дає можливість передавати радіосигнали короткохвильового діапазону на великі відстані. Іонний склад шару F визначається сонячною активністю, але це не впливає на стабільність відображення електромагнітних хвиль із частотою менше 10 МГц.

Північне сяйво

Іоносфера не є перешкодою, яка не пропускає ультрафіолетові промені, вона сама формується за допомогою цих променів, так як ультрафіолетове випромінювання є однією з причин іонізації. При процесі іонізації основна частина ультрафіолету поглинається, а інша частина не представляє небезпеки для всього живого на Землі. У іоносфері з'являються провісники землетрусів. Це складне поєднання явищ електромагнітної природи, які реєструються за допомогою спеціальних приладів. Під впливом збурень з космосу в іоносфері виникають різні сяйва, одне з них - північне сяйво. Це дуже гарне видовище. Північне сяйво виникає під впливом бомбардування зарядженими частинками верхніх шарів іоносфери, які рухаються до Землі з космічного простору.