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度随时间和地区变化的基本趋势。在较高的f2层,电离输运起着重要作用;在地球磁极,存在着外来带电粒子的轰击,形态更为复杂。d层和f1层的峰形一般并不很凸出。
4.2d:层离地面约50~90公里。白天,峰值密度nmd和相应高度hmd的典型值分别为10厘米和85公里左右。无线电波中的短波在该层受到较大的吸收。太阳活动最高年的吸收几乎是最低年的两倍。一年之中,nmd的夏季值大于冬季值,但在中纬地区,冬季有时会出现异常吸收。夜间,电离基本消失。
4.3e层:离地面约90~130公里。白天,峰值密度nme及其相应高度hme的典型值分别为10厘米和115公里。nme的昼夜、季节和太阳活动周期三种变化,大致符合简单层理论公式,分别于中午、夏季和活动高年达到最大值;这时,公式中常量ɑ≈0.9(),b≈0.25,r为12个月内太阳黑子数流动平均值。夜间,nme下降,hme上升;nme≈5x10厘米,hme的变化幅度一般不超过20公里。
4.4f层:离地面约130公里以上,可再分为f1和f2层。1f1层(离地面约130~210公里):白天,峰值密度nmf1及其相应高度hmf1的典型值分别为2x10厘米和180公里。f1层峰形夜间消失,中纬度f1层只出现于夏季,在太阳活动高年和电离层暴时,f1层变得明显。nmf1和hmf1的变化与e层类似,大致符合简单层的理论公式,这时ɑ≈4.30.01r,b≈0.2。
2f2层(离地面约210公里以上):反射无线电信号或影响无线电波传播条件的主要区域,其上边界与磁层相接。白天,峰值密度nmf2及其相应高度hmf2的典型值分别为10厘米;夜间,nmf2一般仍达5x10厘米。在任何季节,nmf2的正午值都与太阳活动性正相关。hmf2与太阳活动性一般也有正相关关系,除赤道地区外,夜间值高于白天值。在f2层,地球磁场大气各风系、扩散和其他动力学因素起着重要的作用,其形态变化不能用查普曼的简单层理论来描述,于是f2层比起e层和f1层便有种种“异常”。所谓日变化异常是指f2层电子密度的最大值不是出现在正午(通常是在本地时间13时至15时),同时nmf2还具有半日变化分量,其最大值分别在本地时间上午10~11时和下午22~23时。季节异常是指f2层正午的电子密度在冬季要比夏季高。赤道异常是指f2层电子密度并不在赤道上空最大,它明显地受地磁场控制,其地理变化呈“双峰”现象,在磁纬±20度附近达到最大值。在高纬度地区,可观测到许多与带电粒子沉降有关的异常现象。其中,最为重要的是f层“槽”,这是地球背阳面上从极光圈开始朝向低纬宽约5~10度的低电子密度的带区。
峰上固定高度的电子密度和电离层电子总含量的时间变化,与nmf2有类似之处。图2为电离层各层的峰值密度nm和相应高度hm在中纬度地区的平均昼夜变化。
除上述各均匀厚层外,电离层还存在着两种较常见的不均匀结构:es层即偶发e层(见es层电波传播)和扩展f层(见电离层不均匀体)。
太阳辐射使部分中性分子和原子电离为自由电子和正离子,它在大气中穿透越深,强度(产生电离的能力)越趋减弱,而大气密度逐渐增加,于是,在某一高度上出现电离的极大值。大气不同成分,如分子氧、原子氧和分子氮等,在空间的分布是不均匀的。它们为不同波段的辐射所电离,形成各自的极值区,从而导致电离层的层状结构。电离层在垂直方向上呈分层结构,一般划分为d层、e层和f层,f层又分为f1层和f2层。
度随时间和地区变化的基本趋势。在较高的f2层,电离输运起着重要作用;在地球磁极,存在着外来带电粒子的轰击,形态更为复杂。d层和f1层的峰形一般并不很凸出。
4.2d:层离地面约50~90公里。白天,峰值密度nmd和相应高度hmd的典型值分别为10厘米和85公里左右。无线电波中的短波在该层受到较大的吸收。太阳活动最高年的吸收几乎是最低年的两倍。一年之中,nmd的夏季值大于冬季值,但在中纬地区,冬季有时会出现异常吸收。夜间,电离基本消失。
4.3e层:离地面约90~130公里。白天,峰值密度nme及其相应高度hme的典型值分别为10厘米和115公里。nme的昼夜、季节和太阳活动周期三种变化,大致符合简单层理论公式,分别于中午、夏季和活动高年达到最大值;这时,公式中常量ɑ≈0.9(),b≈0.25,r为12个月内太阳黑子数流动平均值。夜间,nme下降,hme上升;nme≈5x10厘米,hme的变化幅度一般不超过20公里。
4.4f层:离地面约130公里以上,可再分为f1和f2层。1f1层(离地面约130~210公里):白天,峰值密度nmf1及其相应高度hmf1的典型值分别为2x10厘米和180公里。f1层峰形夜间消失,中纬度f1层只出现于夏季,在太阳活动高年和电离层暴时,f1层变得明显。nmf1和hmf1的变化与e层类似,大致符合简单层的理论公式,这时ɑ≈4.30.01r,b≈0.2。
2f2层(离地面约210公里以上):反射无线电信号或影响无线电波传播条件的主要区域,其上边界与磁层相接。白天,峰值密度nmf2及其相应高度hmf2的典型值分别为10厘米;夜间,nmf2一般仍达5x10厘米。在任何季节,nmf2的正午值都与太阳活动性正相关。hmf2与太阳活动性一般也有正相关关系,除赤道地区外,夜间值高于白天值。在f2层,地球磁场大气各风系、扩散和其他动力学因素起着重要的作用,其形态变化不能用查普曼的简单层理论来描述,于是f2层比起e层和f1层便有种种“异常”。所谓日变化异常是指f2层电子密度的最大值不是出现在正午(通常是在本地时间13时至15时),同时nmf2还具有半日变化分量,其最大值分别在本地时间上午10~11时和下午22~23时。季节异常是指f2层正午的电子密度在冬季要比夏季高。赤道异常是指f2层电子密度并不在赤道上空最大,它明显地受地磁场控制,其地理变化呈“双峰”现象,在磁纬±20度附近达到最大值。在高纬度地区,可观测到许多与带电粒子沉降有关的异常现象。其中,最为重要的是f层“槽”,这是地球背阳面上从极光圈开始朝向低纬宽约5~10度的低电子密度的带区。
峰上固定高度的电子密度和电离层电子总含量的时间变化,与nmf2有类似之处。图2为电离层各层的峰值密度nm和相应高度hm在中纬度地区的平均昼夜变化。
除上述各均匀厚层外,电离层还存在着两种较常见的不均匀结构:es层即偶发e层(见es层电波传播)和扩展f层(见电离层不均匀体)。
太阳辐射使部分中性分子和原子电离为自由电子和正离子,它在大气中穿透越深,强度(产生电离的能力)越趋减弱,而大气密度逐渐增加,于是,在某一高度上出现电离的极大值。大气不同成分,如分子氧、原子氧和分子氮等,在空间的分布是不均匀的。它们为不同波段的辐射所电离,形成各自的极值区,从而导致电离层的层状结构。电离层在垂直方向上呈分层结构,一般划分为d层、e层和f层,f层又分为f1层和f2层。