Ionosfäär: erinevus redaktsioonide vahel

'''Ionosfäär''' on üks [[atmosfäär]]i kõrgeimaid kihte, mis algab umbes 50<ref name="ttu">[http://www.lr.ttu.ee/irm/transmissioon/pdf/Ionosfaar.pdf Raadiolainete levi ionosfääris] TTÜ Raadio- ja sidetehnika instituudi õppematerjal</ref>-70<ref name="kallenrode">M.-B. Kallenrode, ''Space Physics: an introduction to plasmas and particles in the heliosphere and magnetospheres'' (Springer, Berliin, 2004)</ref> km kõrgusel ning ulatub 800<ref name="mudellend">[http://www.coptercam.ee/mudellend/ohkkond_1.htm Õhkkonna ehitus] A. Abel, E. Helme. Mudellend (1955)</ref>-1000<ref name="kallenrode" /><ref name="stolle">C. Stolle, ''Three-dimensional imaging of ionospheric electron density fields using GPS observations ad the ground and onboard the CHAMP satellite'' (Institut für Meteorologie der Universität Leipzig, Leipzig, 2004)</ref> km kõrgusele. Nimetus tuleb sellest, et erinevalt madalamatest [[atmosfäärikiht]]idest on ionosfäär [[päike|päikese]] lühilainelise kiirguse toimel osaliselt ioniseeritud, see tähendab sisaldab vabu [[elektrone]] ja [[ioone]] ([[plasmat]]). Kuigi laetud osakeste [[kontsentratsioon]] võrreldes neutraalsete osakeste kontsentratsiooniga on suhteliselt väike, mõjutab see siiski olulisel määral ionosfääri omadusi.

IonosfääriAtmosfääri allakihtideks kuulubjagamisel lähtutakse mitmetest kriteeriumidest. Tuntuim on jaotus vertikaalse temperatuuri[[gradiendi]] põhjal, mille järgi jaguneb atmosfäär [[troposfäär|tropo-]], [[stratosfäär|strato-]], [[mesosfäär|meso-]] ja [[termosfäär]]iks. Ionosfäär eraldub ülejäänud atmosfäärist kõrgema plasmasisalduse alusel ja jaguneb plasma kontsentratsiooni erinevuste tõttu veel omakorda kihtideks. Ionosfäär paikneb [[termosfäär]]i ja osaliselt [[eksosfäär]]i ning [[mesosfäär]].i Ionosfääralas; moodustab [[magnetosfäär]]i siseääre. Ionosfääri kohal asub [[plasmasfäär|plasma-]] ehk [[protonosfäär]], mis algab seal, kus [[vesinik|H]]⁺-ioonid ([[prooton]]id) hakkavad domineerima [[hapnik|O]]⁺-ioonide üle, mis toimub kusagil 800-2000 km vahel, sõltuvalt plasma temperatuurist<ref name="stolle" />

Ionosfäär on atmosfäärikiht, mis sisaldab vabu elektrone ning positiivse [[laeng]]uga [[aatom]]eid ja [[molekul]]e, mis on tekkinud neutraalsete aatomite [[ergastatud olek|ergastamiselfotoionosatsioon]]il päikeselt tuleneva [[UV-kiirgus]]e, vähesel määral ka [[EUV-kiirgus|EUV-]] ja [[röntgenikiirgus]]e mõjul<ref name="kallenrode" />. Positiivsed ioonid tõmbuvad negatiivsete elektronidega ning võivad niimoodi muutuda jälle neutraalseteks osakesteks, kuid see protsess domineerib vaid öösel. Päeval on õhuosakesed päikese ioniseerivast kiirgusest ergastatud ja muutuvad taas plasmaks.

[[Rekombinatsioon|Rekombineerumise]] kiirust mõjutab ka osakestevaheline kaugus – maapinnale lähemal on neid rohkem ja nad paiknevad tihedamalt koos, seetõttu on osakeste [[vaba tee pikkus]] väiksem ja kokkupõrked tihedamad. Kõrguse kasvades kahaneb atmosfääri tihedus eksponentsiaalselt, kokkupõrked on harvemad, mistõttu rekombineerumine toimub aeglasemalt. See on ka põhjuseks, miks päikesekiirguse puudumisel (öösel) plasma ionosfääri ülaosas ([[F-kiht (ionosfäär)|F-kihis]]) ära ei kao. Samas kiirgus, mis osakesi ergastaks, kahaneb atmosfääris kõrguse vähenemisel, seega kusagil paikneb ioniseeritud osakeste [[maksimum]], mis on seda paksem ja maapinnale lähemal, mida [[intensiivsus|intensiivsem]] on päike.<ref name="kallenrode" />

kolmeks kihiks: [[F-kiht (ionosfäär)|F-]], [[E-kiht (ionosfäär)|E-]] ja [[D-kiht (ionosfäär)|D-kiht]]. Öösel jääb püsima vaid F-kiht, E- ja D-kihis väheneb ioonide tihedus nii palju, et neid enam ei loeta eraldi kihtideks. Päeval kasvab kõigis kihtides ioonide tihedus märgatavalt.

F-kiht on kõige kõrgem, asub 140 (või 170<ref name="kallenrode" />)–800<ref name="mudellend" /> (maksimum 1000<ref name="kallenrode" />) km maapinnast ja selles kihis on ka vabade elektronide maksimum – umbes 300 km kõrgusel (varieerub vastavalt päikese aktiivsusele 200-800 km vahel)<ref name="kallenrode" />. Elektronide tihedus 10¹²/m³<ref name="kallenrode" />. F-kihis on palju atomaarset (üksikute aatomite kujul) [[hapnik]]ku, seepärast domineerivad seal laetud osakestest O⁺-ioonid<ref name="stolle" />. Tal on [[raadiolevi]] seisukohast väga tähtis roll, sest D- ja E-kihtikihis väheneb öisel ajal plasma kontsentratsioon ja neid praktiliselt ei eksisteeri. Päevasel ajal jaguneb F-kiht kaheks kihiks – alumine F₁ ja ülemine F₂; öösel eksisteerib nendestpüsib ainult F₂-kiht.<ref name="ttu"/>

[[Mudel]] on ionosfääri matemaatiline kirjeldus asukoha, kõrguse, aja, päikese tsükli seisu ja [[geomagnetism|geomagnetilise]] aktiivsuse funktsioonina. Mudel võib baseeruda vaatlustest saadud statistilistel andmetel, teoreetilistel teadmistel laetud osakeste [[interaktsioon]]idest atmosfääri ja päikesevalgusega või ka mõlema variandi kombinatsioonil. Üks kuulsamaid ja laiemalt kasutuses olevaid mudeleid on IRI ([[International Reference Ionosphere]])<ref>D. Bilitza, ''International Reference Ionosphere 2000 '' (Radio Sci.36,#2,261-275 2001)</ref><ref name="stolle" />, mis põhineb ülemaailmsel [[ionosond]]ide ja radarite võrgustiku ning in situ mõõtmiste teel [[satelliit]]idelt ja [[rakett]]idelt saadud infol. Ülemaailmse Reeperatmosfääri mudelit hakati arendama 1970. aastatel ja see on [[International Union of Radio Science]] (URSI) ja [[Committee on Space Research]] (COSPAR) organisatsioonide koostööprojekt. Eesmärgiks on võetud anda infot standardse ionosfääri parameetrite kohta kogu maailmas kuni 1000 km kõrguses atmosfääris.