大气中电离层的作用(电离层位于大气层的哪一层)

导语：科学一隅：大气中的电离层对通讯有什么影响呢？

地球上方的大气中存在着各种各样的气体，早在1925年就有人发现了地球的大气层中有一块反射无线电波的区域，它像一面悬挂在天空中的镜子，反射着高频无线电波，从而实现了远距离的通讯。

第一：电离层是如何形成的？

在弄明白这个问题之前，首先还得从电离层的本质说起。电离层之所以称为电离层，那是因为电离层中存在着很多自由电子、正负离子，故而称之为电离层。

在离地球60千米以上

的高空中，由于大气中的气体受到了太阳紫外线的辐射，以及来自太阳风的干扰，还有来自宇宙高能射线的作用，从而使气体发生了电离，大气中就有自由电子，正负离子的产生了。

第二：电离层反射的电波频率跟什么有关呢？

在生活中，我们要接受到电视广播信号，就必须得要无线电波穿过电离层而不被电离层反射会路面或太空中。在人们对电离层不断的研究过程中，人们得出了一个关于电离层反射无限电波的关系。

原来，电离层反射的无线电波出了跟无限电波的频率有关外，还跟电离层中的电子浓度有关。当电离层中的电子浓度越大时，那么它能反射的无限电波的临界频率就越高（当然，大于临界频率的电波将可以垂直的穿过电离层）。

如果用N表示电子浓度，用f表示无线电波的频率，那么就有N=1.24×10^-8f²。

第三：电离层中的电子浓度又是怎么变化的呢？

在电离层中，电子浓度的变化会随着高度的变化而出现几个极值区间，人为的将这几个区间标记为D、E、F层。

其中，在D层区间内，电子的浓度是极低的，通常只有10^3/cm³。D层区间内，不只是电子浓度低，而且还有明显的白昼交替现象。即在D层中，只有白天才会存在着电离，到了晚上就消失了。也就是说，D层中的气体电离程度很大一部分取决于太阳紫外线的辐射。

由于D层中电离程度小，故而D层中存在着大量的没有被电离的气体。当无线电波穿过D层时，在与分子碰撞的过程中，其能量会损耗一大部分。但是，仅仅1MH的无线电波垂直投射D层时，它是能穿过该层区间的。

在D层上方，有一个E层区间，在该层中，无论是白天还是夜晚，其电离都在发生着，因此，在E层中，电子浓度通常在10^4/cm³的范围内。而且，人们在对E层研究时发现它里面的电子浓度跟太阳高度角有关。当太阳当顶时，N值最大。

第四：太阳活动对电离层有什么影响

每隔11年，太阳耀斑就会出现一次，当太阳出现耀斑现象时，它会向周围辐射大量的能量，从而使电离层中每个区间层的电离程度突增，导致各个区间中的自由电子的浓度增加，如果某个区间中的电子浓度大于临界浓度时，那么无线电波将不能穿过电离层，从而使地球上的通讯发生中断的现象。

再就是当太阳局部发生扰动跑出大量的带电粒子流时，往往会引起电离层中的电离体发生剧烈的无规则运动，这就导致了各层之间的离子或电子发生了交换，这就打破了原本稳定的电离层，故而会影响通讯的进行。

试想一下，如果太阳的这些活动连续发生数日，那么，要你数日不玩手机，你会忍受得了吗？

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