F регион

Область F ионосферы , является домом для слоя ионизации F, также называемого слоем Эпплтона-Барнетта в честь английского физика Эдварда Эпплтона и новозеландского физика и метеоролога Майлза Барнетта . Как и в случае с другими секторами ионосферы, «слой» подразумевает концентрацию плазмы , а «область» — это объем, содержащий указанный слой. Область F содержит ионизированные газы на высоте около 150–800 км (от 100 до 500 миль) над уровнем моря, что помещает их в термосферу Земли , горячую область в верхних слоях атмосферы , а также в гетеросферу , где химический состав варьируется. с высотой. Вообще говоря, область F имеет самую высокую концентрацию свободных электронов и ионов в атмосфере. Его можно рассматривать как состоящий из двух слоев: слоев F1 и F2.

F-область расположена непосредственно над областью E (бывший слой Кеннелли-Хевисайда) и под протоносферой . Он действует как надежный отражатель высокочастотных радиосигналов, поскольку на него не влияют атмосферные условия, хотя его ионный состав меняется в зависимости от цикла солнечных пятен. Он отражает частоты нормального падения на уровне критической частоты или ниже (приблизительно 10 МГц) и частично поглощает волны более высокой частоты.

Слои F1 и F2

Слой F1 является нижним сектором слоя F и существует на высоте от 150 до 220 км (от 100 до 140 миль) над поверхностью Земли и только в дневное время. Он состоит из смеси молекулярных ионов O ₂⁺ и НЕТ ⁺, а атомарные ионы O ⁺. ^{[ 1 ]} Выше области F1 атомарный кислород становится доминирующим компонентом, потому что более легкие частицы имеют тенденцию занимать большие высоты над турбопаузой (около 90 км или 56 миль). Этот атомарный кислород обеспечивает O ⁺ атомарные ионы, составляющие слой F2. Слой F1 имеет примерно 5 × 10 ⁵ е/см ³ (свободных электронов на кубический сантиметр) в полдень и при минимальной активности солнечных пятен и увеличивается примерно до 2 × 10 ⁶ е/см ³ во время максимальной активности солнечных пятен. Плотность падает ниже 10. ⁴ е/см ³ ночью.

слой F ₁ сливается со слоем F _{2 .}Ночью
Хотя он довольно регулярен по своим характеристикам, его можно наблюдать не везде и не во все дни. Основным отражающим слоем летом на трассах длиной от 2000 до 3500 км (от 1200 до 2200 миль) является слой F ₁ . Однако это зависит от частоты распространяющегося сигнала. Плотность электронов слоя E и результирующая МПЧ, максимальная полезная частота , в периоды высокой солнечной активности могут преломлять и, таким образом, блокировать сигналы частотой до 15 МГц от достижения областей F1 и F2, в результате чего расстояния становятся намного короче, чем это возможно при рефракции. из регионов F1 и F2. Но сигналы с чрезвычайно низким углом излучения (менее 6 градусов) могут достигать расстояний до 3000 км (1900 миль) за счет рефракции в E-области. ^{[ 2 ]}
Слой F ₂ существует на высоте от 220 до 800 км (от 140 до 500 миль) над поверхностью Земли. Слой F ₂ является основным отражающим слоем для ВЧ связи как днем, так и ночью. Расстояние, ограниченное горизонтом, для односкачкового распространения 2 _обычно F составляет около 4000 км (2500 миль). Слой F ₂ имеет около 10 ⁶ е/см ³. Однако изменения обычно большие, нерегулярные и особенно выражены во время магнитных бурь. В поведении слоя F преобладают сложные термосферные ветры.

Использование в радиосвязи

Критические частоты слоя F2 _— это частоты, которые не проходят через _{слой F2} . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} В редких атмосферных условиях может произойти распространение F2 , в результате чего сигналы ОВЧ- телевидения и FM-радио будут приниматься на больших расстояниях, значительно превышающих нормальную зону приема в 40–100 миль (64–161 км ).

Ссылки

^ Камид, Йосуке; Чиан, Авраам К.-Л. (2007). Справочник солнечно-земной среды . Берлин: Шпрингер. п. 199 . ISBN 978-3-540-46315-3 .
^ Адриан Вайс, Ионосферное распространение, линии передачи и антенны для QRP DXer , Milliwatt QRP Books, 2011, стр. 1-11. 1-16, 1-22 или 1-2
^ «Карта критических частот F2-слоя почти в реальном времени» . spacew.com. Архивировано из оригинала 28 июня 2014 г. Проверено 7 декабря 2014 г.
^ Ратледж, Д. (1999). Электроника радио . Издательство Кембриджского университета . стр. 2–237. ISBN 9780521646451 . Проверено 7 декабря 2014 г.

В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.

[Kamide2007-1] Камид, Йосуке; Чиан, Авраам К.-Л. (2007). Справочник солнечно-земной среды . Берлин: Шпрингер. п. 199 . ISBN 978-3-540-46315-3 .

[2] Адриан Вайс, Ионосферное распространение, линии передачи и антенны для QRP DXer , Milliwatt QRP Books, 2011, стр. 1-11. 1-16, 1-22 или 1-2

[spacew-3] «Карта критических частот F2-слоя почти в реальном времени» . spacew.com. Архивировано из оригинала 28 июня 2014 г. Проверено 7 декабря 2014 г.

[google-4] Ратледж, Д. (1999). Электроника радио . Издательство Кембриджского университета . стр. 2–237. ISBN 9780521646451 . Проверено 7 декабря 2014 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]