Слои F в ионосфере

Г. С. Иванов-Холодный. Помимо дневного источника ионизации (коротковолновое излучение Солнца), в верхних слоях атмосферы имеется и другой источник ионизации — корпускулярный, который представляет собой поток электронов с энергией около 1 кэв. Само существование ионосферы в ночное время, а также свечение ночного неба (красная кислородная линия 6300 А), связанное с диссоциативной рекомбинацией, не возможны без наличия ионизации. Кроме того, имеется совокупность других процессов в верхних слоях ионосферы, кото- рая указывает на присутствие корпускулярного излучения. Начато уже исследование мягких электронов (с энергией [c.67]

В. Л. Тальрозе. Интересно было бы установить, что может дать для ночной ионизации падение ионов вниз не только из верхних слоев ионосферы, а, скажем, из радиационных поясов. Мне кажется, что магнитные поля разрешают такое падение. Одно время я считал, что это падение может быть как раз ионизирующим агентом Г. С. Иванова-Холодного, пока не стал рассматривать диффузию как основной регулирующий механизм, объясняющий стационарную концентрацию ионов и без ночного ионизирующего фактора. [c.75]

Характерным свойством плазмы является возникновение в ней электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот. Плазма обладает диамагнитными свойствами и является хорошим электрическим проводником. В природных условиях плазма наблюдается при вспышках молний, в полярных сияниях, в разреженных слоях ионосферы. Плазма заполняет разрядный промежуток в тиратронах и газотронах. [c.46]

Метод исследования этих слоёв путём измерения интенсивности отражённых от них радиосигналов с различными длинами волн носит название радиозондирования [1992, 2000, 2001]. Определённой концентрации заряженных частиц в слое соответствует определённая критическая частота электромагнитных волн, ещё претерпевающих отражение отданного слоя. Поэтому радиозондирование позволяет не только определить высоту того или иного слоя ионосферы по запаздыванию отражённого радиосигнала по сравнению с сигналом, достигшим приёмной станции при распространении вдоль по земной поверхности, но и судить концентрации свободных зарядов в оое. Слои и не надо представлять себе как нечто оплошное и неизменное. Эти слои претерпевают ряд изменений в течение суток и в течение года. Значительно меняются их высота и отражательная способность по отношению к радиоволнам. Эти параметры меняются также и при переходе от одной точки на земной поверхности к другой. Поведение слоёв показывает тесную их связь с солнечным излучением [2511—2513]. [c.590]

СВЯЗИ, полученные к настоящему времени,— доныне отсутствуют сколько-нибудь надежные теоретические схемы, способные описать сам механизм передачи возмущений из слоев ионосферы в нижнюю тропосферу, в которой разыгрываются процессы смены погоды. Предложены лишь отдельные гипотезы, у каждой из которых легко найти слабые места. [c.1045]

К сожалению, доныне не существует удовлетворительных описаний сложной магнито-гидродинамической картины явлений, охватывающих слои ионосферы и передающих энергию в нижние — вполне нейтральные — слои атмосферы, до тропосферы включительно. [c.1045]

В цитированной работе рассматриваются для простоты процессы в высоких широтах, где возможны вторжения заряженных корпускул в слои ионосферы и где со 0). Для параметров а и 6 выбираются частные значения а = со и 6 = V2 (0. При таких условиях вместо (75) записывается [c.1046]

Все это вновь и вновь заставляет внимательно отнестись к сопоставлению солнечной корпускулярной деятельности с процессами в области зарождения полярных сияний, в области ионосферы вообще, для доступных в настоящее время объяснений несомненной связи между самыми высокими слоями ионосферы и приземным слоем тропосферы. [c.1055]

Известно, что ионосфера (слой атмосферы, расположенный на расстоянии 50—80 км от поверхности Земли) содержит частично ионизированные газы, в том числе и водород. В виде каких ионов (Н+, Н2+, Нз+, Н", Иг ) наиболее вероятно существование водорода в ионосфере Дайте обоснованный ответ. [c.70]

Помимо приведенной выше общей классификации атмосферных слоев, для некоторых из них применяются другие названия. Так, слой высотой 30—80 км, в котором преимущественно протекают химические реакции под действием солнечных лучей, иногда называют хемосферой, слой выше 80 км, характеризующийся большим относительным содержанием заряженных частиц, — ионосферой. Под верхней атмосферой в разных случаях понимают слои атмосферы, начиная с различной высоты. [c.37]

Возможно существование веществ еще в одном агрегатном состоянии плазменном. Плазма представляет собой смесь положительно заряженных ионов, атомных ядер и электронов. Она возникает при действии на газ какого-либо ионизирующего фактора температуры в несколько десятков тысяч градусов Цельсия, электрического разряда, мощного электромагнитного излучения. Плазмой является ща-ровая молния, из плазмы состоят звезды, солнце и верхние слои атмосферы — ионосфера. [c.13]

В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 КМ-О2, выше 300 км-N2). На высоте 100-400 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (Oj, OJ, N2) составляет 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верх, слоях А. присутствуют своб. радикалы-ОН", HOj и др. [c.212]

Пример Рассмотрим данные табл. 2 1., которая дает интенсивность сигналов, отраженных от одного из слоев Е в ионосфере. Приведенные цифры являются осредненными по нескольким месяцам значениями интенсивности в фиксированное время суток [c.37]

К химическим исследованиям в ионосфере можно подходить с двух точек зрения. С одной стороны, химические процессы определяют самые существенные свойства ионосферы, и потому для изучения ионосферы необходимо развивать исследования элементарных химических процессов. С другой стороны, в верхних слоях атмосферы химические процессы протекают в наиболее чистом виде здесь отсутствуют стенки и другие факторы, искажающие течение процесса. Поэтому изучение ионосферы может дать ценные сведения о законах, определяющих скорость элементарных химических процессов. Таким образом, химия ионосферы и исследование элементарных химических процессов тесно связаны с точки зрения экспериментальных возможностей. [c.68]

Ю. И. Гальперин. Существенным является то, что ночью необходимо учитывать диффузию ионов и электронов из вышележащих слоев, поскольку там рекомбинация не идет из-за низкой концентрации. Поэтому ночью в основном идет рекомбинация в нижней ионосфере, а в верхней ионосфере рекомбинации практически нет. Середина и поддерживается диффузией. [c.75]

Та область атмосферы, в которой эти слои расположены, носит название ионосферы. Ионосферные слои не представляют собой чего-то неизменного. Их высота и распределение в них концентрации заряженных частиц меняются в течение суток н в течение года и различны для разных точек на земном шаре. Обнаружен параллелизм в ходе этих величин с ходом изменения солнечной деятельности, имеющим период в И лет (период появления максимумов числа солнечных пятен). [c.411]

Атмосфера имеет слоистое строение. Ближайший к земной поверхности слой — тропосфера — в умеренных широтах простирается на высоту 10—12 км, а над экватором — на высоту 16—18 км. Выше тропосферы расположена стратосфера, имеющая толщину слоя около 80 км и, наконец, ионосфера. [c.10]

Трудно определить общую высоту атмосферы Земли. Согласно данным, полученным разными методами, она составляет ЗОО УОО км (вспышки метеоритов), 1200 км (измерения по полярному сиянию) и 1600 км (радиоэхо). Вероятно, ионосфера теряется в вакууме космического пространства. Процессы, происходящие в стратосфере, а также в ее озоновом слое, имеют важное значение для долгосрочного прогноза погоды и изучаются [c.130]

Ключ к решению проблемы дает исследование спектра погло-П1,ения малой составляющей атмосферы — озона (О3). Анализ спектра, приведенного на фиг 25, показывает, что озон поглощает ультрафиолетовое излучение с той именно длиной волны, о которой мы все время ведем речь [151. Действительно, оказалось, что в нижних частях стратосферы имеется диффузный слой озона, наличие которого полностью объясняет поглощение солнечного излучения с длиной волны менее 3400 А. Общее количество О3 в этой озоносфере , установленное с помощью ракетных спектрографов, эквивалентно примерно 2 мм рт. ст. [12]. Как предполагают, озоновый экран образуется за счет молекулярного кислорода, присутствующего в верхних слоях стратосферы и в ионосфере, в результате его фотохимического превращения под действием [c.110]

Исследование физики верхних слоев атмосферы, открытие слоя ионосферы, отражающего радиоволны (слой Эплтона) [c.778]

Ионы в атмосфере Земли. И. в атмосфере образуются под действием космич. излучения, излучения радиоактивных элементов, находящихся в земной коре и в воздухе, УФ-излучения Солнца (в верхних слоях атмосферы). В атмосфере присутствуют И. обоих знаков. Среди них имеются как легкие И. (Oi, Ni, O " и др.), обладающие большой подвижностью (порядка единиц .,u /s сек), так и тяжелые (в основном те же П., но окруженные молекулами воды) подвижность таких И. мала ( 10 3 см /в. сек). Концентрация И. в атмосфере изменяется с высотой — возле поверхности Земли концентрация легких И. составляет в среднем ок. 500 частиц1см , а тяжелых — до 10 частиц/см . Присутствие заряженных частиц в атмосфере обусловливает ее электропроводность, которая возрастает с высотой от 10 1во.,и 1-сж 1 у новерхности Земли до 10 о.и 1-сл( 1 в ионосфере. Наиболее ионизованные слои в ионосфере расположены на высоте от 100 к.н до 300 км. Концентрация И. и электронов в этой области достигает 10 частиц/см , что составляет 10" — 10 в часть от полной концентрации частиц. Относительная доля электронов, отрицательных и положительных, и нейтральных атомов в ионосфере измепяется в зависимости от интенсивности У Ф-излучения Солнца. Эти изменения связаны с проходящими в ионосфере процессами ионизации, диссоциации, рекомбинации и ионно-молекулярными реакциями. В нижних слоях ионосферы основными И. являются N0+ на высоте 100—420 км наряду с И. N0+ в заметном количестве появляются И. Ot. На высотах 140—150 км в составе ионосферы появляются И. 0+, к-рые на высотах, больших 200 кж, становятся преобладающими. [c.161]

Еще недавно было общепризнанным, что под действием земного тяготения в атмосфере протекает процесс диффузии, благодаря которому в нижних слоях преобладают тяжелые газы, а в верхних — легкие. Если бы это отвечало действительности, то п верхних слоях следовало бы ожидать преимущественного скопления водорода и гелия. Однако исследования последних лет не подтвердили эту гипотезу. Оказывается, и в стратосфере, и в крайне разреженных верхних слоях (ионосфере) воздух лишь относительно спокоен — в сравнении с тропосферой. Там, на больших высотах также дуют ветры, сопровождаемые беспорядочными вихревыми движениями. Эти турбулентные потоки противодействуют диффузпоннохму разделению газов и делают его болое дгедленныдг, чем в покоящейся атмосфере. [c.82]

К сожалению, современная техника не позволяет получать аналогичные динамические карты для высот 100—120 км над уровнем океана, относящихся уже к слоям ионосферы слоям Е и спорад. Разумеется, нет возможности осветить подобными картами более высокие слои ионосферы Fi и F2. [c.1029]

Ю. А. Надубович полагает, что между токами повышенной плотности, идущими в морской воде вдоль береговой линии, и токами в слоях ионосферы во время полярных сияний (точнее, горизонтальными составляющими этих ионосферных токов) возникают пондеромоторные силы, которые содействуют смещению зон полярных сияний к береговой черте. Разумеется, цепь взаимодействий здесь совсем не проста приходится допускать, что движения ионов в горизонтальных направлениях заметно меняют траектории заряженных частиц солнечного происхождения, вторгающихся в атмосферу и порождающих полярные сияния. Во всяком случае, с точки зрения энергетической такое [c.1035]

Столь же убедительный материал содержится в статье Р. В. Смирнова,, вышедшей в свет после верстки настоящей книги [86]. Там приведены кривые, показывающие, как менялась скорость солнечного ветра в продолжение 3,5 синодических оборотов Солнца и как за этот срок менялись некоторые характеристики ионосферы и тропосферы отклонения критических частот /о слоя ионосферы от месячной медианы и колебания приземного атмосферного давления, осредненного по 7 приморским станциям (на Тихом океане). Две последние кривые всюду являются почти точными зеркальными изображениями кривой изменения скоростей солнечного ветра. В той же статье [86] упоминается еще об одном важном явлении, способном послужить для расшифровки — в недалеком будущем — некоторых деталей механизма гелио-тропосферных связей. Именно в работе [87] показано, что при мощных вторжениях в ионосферу, особо обостряющихся в зоне концентрации полярных сияний (см. 14, стр. 1035), оттуда распространяются акустическо-гравитационные волны в слое Р ионосферы, бегущие в сторону средних широт со скоростями более 700 м сек. [c.1055]

Ионы в атмосфере Земли и Солнца. В разных слоях земной атмосферы ионизация обусловлена действием источников разной мощности в приземном слое-это излучение радиоактивных изотопов земной коры, в тропосфере и нижней стратосфере (0-25 км)-космич. лучи, в ионосфере (65-600 км)-коротковолновое УФ излучение Солнца. Наиб, вклад в ионизацию земной атмосферы вносит поток УФ излучения с длинами волн короче 103 нм, к-рый поглощается на высотах 100-300 км, ионизируя в осн. О, N2, Ог- На высоте 300 км абс. максимум дневной концентрации заряженных частиц (гл. обр. 0+ и е) составляет 10 см . Концентрация электронов здесь зависит от скорости ионно-молекулярных р-ций, превращающих атомарные ионы О , практически иерекомбини-рующие, в быстро рекомбинирующие молекулярные ионы [c.270]

Верхние слои атмосферы отличаются от гомосферы, здесь гязы ионизированы. Ионизированные слои атмосферы, так называемая ионосфера, играют большую роль в жизни планеты в качестве экрана, задерживающего коротковолновую радиацию Солнца, смертельную для жизни. Во внешних слоях атмосферы в основном присутствуют гелий и водород, постепенно ускользающие из сферы притяжения Земли в космическое пространство. [c.255]

Слои Е а р2 непрерывны и простираются над всем земным шаром, а слои О и Рг регулярно появляются лишь в определенное время суток и года. Кроме того, в области непрерывных слоев и Рг время от времени появляются спорадические слои спорИ РЧпор представляющие собой отдельные облака с большой концентрацией ионов и электронов. Нижняя граница ионосферы совпадает с началом слоя О. Число электронов в 1 см составляет, несколько тысяч. Слой О отражает длинные (в несколько километров) волны при наклонном падении частично отражает и заметно поглощает короткие волны (30—100 Л1) и сильно поглощает волны длиной 100 500 м. [c.1005]

Газ, выделяющийся во всех этих стадиях, а также вследствие электронной бомбардировки различных частей трубки, был подвергнут исследованию [15881. Выделение газов из металлов [5681, слюды и геттеров [2099] также исследовалось с использованием омегатрона при давлениях порядка 10 мм рт. с/й. Описано применение омегатрона [1788] для изучения количества кислорода, окиси углерода и азота, адсорбирующихся на вольфрамовом катоде при 300° К, которые выделяются холодной нитью . Омегатрон может быть использован в качестве манометра для измерения давления ионизационный манометр неудовлетворителен для измерения давления кислорода. В работах, связанных с исследованиями верхних слоев атмосферы, радиочастотный масс-спектрометр особенно удобен благодаря своим малым размерам и весу (18421. Несколько таких приборов может быть установлено на одной ракете 1963], и специальные условия, при которых проводилась работа, обеспечили возможность создания очень простых конструкций. Например, при работе на большой высоте можно было устранить вакуумный кожух, системы напуска и с(качную систему, а для изучения ионов, присутствующих в атмосфере, иет необходимости в ионизационной камере. Разрешающая способность прибора была очень мала, поскольку нужно было различать только такие ионы, как N , NO и Oi, поэтому необходимо было иметь три прибора для анализа положительных и отрицательных ионов, а также нейтральных осколков. Описан метод для калибровки по массам [10531 и опубликованы результаты различных измерений арктической ионосферы [1052, 1054, 1188, 1371, 2041]. Было показано, например, что происходит диффузионное разделение аргона и азота на высоте выше 110 км, что при 220 км основными газами являются N2, О, NO и О2 в примерных соотношениях 2,8 2,9 1,4 1. Ионы О не появляются ниже 130 км, но представляют собой основные положительные ионы в спектре на высоте больше 200 км. В Арктике на высоте 200 км плотность атмосферы днем в летний период в 20 раз больше плотности ночью в зимнее время, равной 5-10" г/л . На высоте 100наблюдались ионы О , N0", NO (преимущественно ионы N0 и 0J). Преобладание ионов N0" можно объяснить низким потенциалом ионизации NO (9,5 эе). Ионизационные потен циалы О2 и N2 составляют 12,5 и 15,5 эв соответственно. [c.497]

Ближайший к поверхности земли слой атмо- сферы — тропосфера (высотой 10—15 км) составляет почти 80% всего атмосферного воздуха планеты. Выше расположена стратосфера, простирающаяся примерно до 80 км над поверхностью зехмли и со- ставляющая около 20% от всей атмосферы. В верхних слоях стратосферы содержится защитный озоно вый экран, о значении которого было сказано раньше. Еще выше расположены мегасфера, ионосфера и еще выше — сфера рассеяния, находящаяся на расстоянии 800—1300 км от земли (здесь частицы воздуха рассеиваются в мировое пространство). Суммарная масса этих трех сфер составляет всего 0,9% от всей атмосферы. Общая масса всей атмосферы нашей планеты составляет около 5-10 т. [c.17]

Кроме суточного и годичного изменений высоты и плотности перечисленных выше слоёв, в ионосфере происходят н другие спорадические явления, отзывающиеся на распространении радиоволн. Так, например, иногда внезапно возрастает поглощение радиоволн в слое О. Это приводит к внезапному прекращенню слышимости дальних радиостанций (явление фединга ). Внутри слоя Е также нередко возникает новый слой со значительно большей концентрацией электронов, вследствие чего предельная частота, при которой ещё происходит отражение радиоволн от слоя Е, на некоторое время возрастает. [c.412]

Процессами, в каждый данный момент времени определяющими динамическое равновесие между числом свободных электронов и ионов того и другого знака, являются с одной стороны процессы ионизации ионосферы, с другой—описанные в 31 гл. IV процессы объёмной рекомбинации, а также процессы образования и разрушения отрицательных ионов. Хотя общего решения задачи о динамике ионосферных слоёв нет, рассмотрение явлений, возможных в лдеализированном слое при различных положениях солнца относительно горизонта, и анализ особенностей поведения отдельных ионосферных слоёв в течение суток позволяют сделать ряд выводов о причинах возникновения и изменения этих слоёв. Так, образование слоя F объясняют ионизацией атомарного кислорода, который имеется на данной высоте и которому соответствует большая предельная длина волны для фотоионизации в объёме, чем атомарному азоту. Причиной возникновения слоя Е считают фотоионизацию молекулярного кислорода, имеющегося на высоте этого слоя. Для зависимости предельной частоты радиоволн, отражаемых от слоя Е, выведено соотношение [c.413]

Измерения при очень низких давлениях (в разрядах, ионосфере и т. д.) показали, что коэффициент рекомбинации положительных ионов с электронами в воздухе равен 2 -10 о. Легче рекомбинируют положительные и отрицательные ионы. При этом избыток энергии распределяется по степеням свободы образующейся молекулы. С помощью измерений при нормальных температуре п давлении, проведенных в камере Вильсона, было определено, что для воздуха а = = 1,5-10" 6. Как показали исследования микроволновым методом, исчезновение электронов во внешних слоях ацетилено-воздушного пламени, отстоящих от зоны реакции на расстояние до 6 см, происходит преимущественно благодаря прилипанию электронов к нейтральным молекулам [119]. Вероятность этого процесса равна 10 . Образуюшдеся отрицательные ионы рекомбинируют сравнительно быстро. При высоких температурах пламени коэффициент рекомбинации а ниже, чем при комнатной температуре, и равен по порядку величины 10 —Ю При высоких начальных концентрациях ионов, которые существуют в ацетиленовом пламени, т. е. концентрациях в зоне реакции (см. выше), количество ионов в 1 еж газа, находящемся в любой зоне пламени, превышает 108. [c.548]

Ионы в атмосфере Земли. И. в атмосфере образуются под действием космич, излучения, излучения радиоактивных элементов, находящихся в земной коре и в воздухе, УФ-излучения Солнца (в верхних слоях атмосферы), В атмосфере присутствуют И, обоих знаков. Среди пих имеются как легкие И. (Oi, Ni, 0+ и др.), обладающие большой подвижностью (порядка единиц см /в сек), так и тяжелые (в основнохм те же П., но окруженные молекулами воды) подвижность таких И. мала ( 10 M je- сек). Концентрация И. в атмосфере изменяется с высотой — возле поверхности Земли концентрация легких И. составляет в среднем ок. 500 частиц/см , а тяжелых — до 10 частиц/сл1 . Присутствие заряженных част1щ в атмосфере обусловливает ее электропроводность, которая возрастает с высотой от 10 1вож 1-с.и у поверхпости Земли до в ионосфере. Наиболее ионизованные [c.161]

Ионосфера распадается по крайней мере на три геосферы 1 — слой Е — Кеннели — Хевисайда на высоте около 100 км 2 — слой Fi — F2 — Апплетона на высоте около 250 км [7]. Временами над слоем F2 наблюдается 3 — слой G. Возможно, что мы имеем здесь дело с очень высокими электронными облаками, быстро перемещающимися. [c.115]

Открытая и изученная в XX в. ионосфера в действительности была ясно очерчена в своих основных чертах английским физиком и математиком Д. Баль-фур-Стюартом [10], но его правильный вывод был понят много позже, много лет после его смерти. В разреженных газовых массах ее материальные частицы чрезвычайно отзываются на явления тяготения. Вследствие этого в ионосфере (в слоях Хевисайд — Кеннели) наблюдаются сильные лунные приливы и отливы, в несколько раз большие, чем на земной поверхности (Апплетон, Уикс, 1938 г.) [И]. Уже в начале ионосферы (на высоте 100 км) разрежение достигает 10 " атм [12]. Солнечные бури в ней отзываются чрезвычайно резко [13]. Но, с другой стороны, вулканическая пыль с нашей Земли поднимается в стратосферу на высоту до 50 км и, благодаря воздушным течениям, которые в стратосфере происходят, может проникать и в ионосферу [14]. [c.116]

Атмосфера - газовая оболочка планеты. В атмосфере по высоте выделяют 5 слоев тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера (ионосфера) и экзосфера. Полагают, что на высоте 60-100 тыс. км земная атмосфера переходат в солнечную. Общая масса атмосферы составляет 5,15 10 т, из которой 80-90 % размещается в тропосфере. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология