中性层:60km以下,大气基本上没有被电离,处于中性状态。
电离层: 60km以上至1000km,大气在太阳紫外线作用下电离,形成大量的正、负离子和自由电子。这一层对无线电波的传播有重要作用。具体又可分为D、E、和F层。
磁层:电离层以上,气体更稀薄,且是完全电离的,电离气体的运动受地磁场控制。
地球大气被部分电离的区域称为电离层,位于低层中性大气和磁层之间;高度范围:60~1000km。
主要电离源:太阳的紫外、极紫外线、X射线和带电粒子。
D层:60~90km,大气较稠密,电子与中性粒子及离子的碰撞频率较高,无线电波在该层衰减严重。主要电离源是太阳的拉曼辐射和软射线辐射。主要的正离子成分是NO + 和O 2 + 。夜间D层基本消失。
E层: 90~160km,电子密度及高度随太阳天顶角及太阳黑子数变化。电子密度峰值在110 km附近,主要电离源是太阳紫外线和软射线。主要成分是NO + 和O 2 + 。夜间E层的电子数密度很低。
F层:电子数密度最大,160km以上,主要离子成分是O +。
F1层:160~180km,常出现在夏季,主要电离源30.4nm的太阳紫外辐射,受地磁场的强烈控制。
F2层:持久存在,电子密度峰值在300 km左右,主要电离源太阳远紫外辐射,受地磁场的强烈控制。
太阳天顶角随经纬度和地方时的变化,决定了太阳辐射强度的地理分布,从而决定了电离层
电子密度水平变化的总体特征,即白天大而夜间小,低纬度大而高纬度小。
赤道地区地磁场的特殊结构(磁场近似水平)又使电离层形成了所谓的“赤道异常” 。
除了分层结构外,还存在各种空间尺度的高密度“斑”和低密度“泡”,统称为不规则性或不均匀结构;最显著的两个不规则结构是散见E层和扩展F层。
扩展F层
F区的不均匀结构,尺度范围从几厘米到几百公里。
电子数密度较其背景低2个数量级。
散见E层
在90~120km高度经常出现的不均匀结构,厚度约3~5 km,水平尺度约几十至上百公里,宽度只有0.6~2km。电子数密度较其背景大10倍。
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