Јоносфера

Јоносфера^[1]^[2] је дeо Земљине атмосфере гдје количина јона, или наелектрисаних честица,^[3] насталих дјеловањем углавном Сунчеве радијације на неутралне атоме и молекуле ваздуха, је довољно велика да утиче на простирање радио таласа. Јоносфера почиње на висини од 50 од површине Земље, али се лакше уочава на висини од 80 . Чине је смјесе гаса неутралних атома и молекула (углавном кисеоник и азот) и квазинеутрална плазма (број негативно наелектрисаних честица је отприлике једнак броју позитивно наелектрисаних).^[4]

У јоносфери се јављају јоносферне магнетске буре и поларна светлост.

Јоносфера је омотач око Земље, који садржи електроне и електрично наелектрисане атоме и молекуле, отприлике између 50 и 600 изнад Земљине површине, а понекад и више. Постојање захваљује првенствено због ултраљубичастог зрачења са Сунца. Најдољи део Земљине атмосфере је тропосфера, која се протеже до отприлике 10 изнад Земљине површине. Изнад ње је стратосфера, а још више мезосфера. У стратосфери сунчева радијација ствара озонски омотач. На висини од око 80 изнад Земљине површине, у термосфери, ваздух је толико редак, да електрони могу бити слободни неко време, пре него што их зароби неки блиски позитивни јон. Број тих електрона је понекад довољан да делује на ширење радио таласа. Тај део атмосфере је јонозован и садржи плазму, и зато је део јоносфере. У плазми, слободни негативни електрони и позитивни јони, привлаче једни друге електромагнетским силама, али имају превише енергије да би остали заједно и чинили електрично негативни молекул.

УВ зраци, X-зраци и краткоталасни електромагнетни таласи сунчеве радијације стварају јонизацију, будући да фотони на тим фреквенцијама, имају довољно енергије да избаце електроне из атома и молекула неутралних гасова. Ти слободни електрони добијају велике брзине, тако да су температуре, које ствара тај електронски плин, пуно веће (реда величине неколико хиљада Келвина) и пуно веће од температуре јона и неутралних молекула. Супротан процес од јонизације је рекомбинација, када је слободни електрон поново заробљен од позитивног јона. Тај процес рекомбинације узрокује емисију фотона. Код нижих надморских висина, густина зрака је пуно већа, процес рекомбинације превладава над јонизацијом, будући да су молекули и јони ближе једни другима. Равнотежа између та два процеса одређује количину присутне јонизације.

Јонизација у јоносфери првенствено зависи од сунчеве активности и количине радијације коју прими са Сунца. Постоје и дневне и сезонске промене количине јонизације. Како је у зимским условима Земљина полутка удаљенија од Сунца, тако је и количина примљене радијације мања, а тиме и ступањ јонизације. Активност Сунца је повезана и са сунчевим пегама, и што их је више, то је радијација већа (сваких 11 година). Количина радијације зависи и од географског положаја. Постоје и друге појаве које ометају количину јонизације, као што су сунчеве бакље и електрички набијене честице у сунчевом ветру, које делују на земљино магнетско поље.

Утврђено је да у јоносфери постоји неколико слојева са повећаном концентрацијом јона. Ти слојеви су означени великим словима абецеде. При томе се пошло од слова Д, јер се претпостављало да ће евентуално бити откривени нови слојеви, који би се означили са А, Б и Ц. Веровало се да они леже испод слоја Д.

Најнижи јонизовани слој Д, налази се на висини од 80 км; он постоји само дању, када апсорбује радио-таласе средњих дужина. Слој Е лежи на висини од 90 до 120-150 км; у њему се налази доња граница појављивања поларне светлости у атмосфери. На висинама од 200 до 500 км налазе се два слоја: нижи Ф1 и виши Ф2. Изнад њега повремено се појави и слој Г. Висина и степен јонизације поменутих слојева мења се у току дана и године. Без постојања слојева са повећаном концентрацијом јона биле би немогуће радио-везе на великим удаљеностима.

[1]
Jones, Daniel (2003) [1917], Peter Roach; James Hartmann; Jane Setter, ур., English Pronouncing Dictionary, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-3-12-539683-8
[2]
„Ionosphere”. Merriam-Webster Dictionary.
[3]
Zell, Holly. „Earth's Atmospheric Layers”. NASA. Приступљено 23. 10. 2020.
[4]
K. Rawer. Wave Propagation in the Ionosphere. Kluwer Acad.Publ., Dordrecht 1993. 0-7923-0775-5

Мастило, Наталија (2005): Речник савремене српске географске терминологије, Географски факултет, Београд
Дукић, Душан (2006): Климатологија, Географски факултет, Београд
Davies, Kenneth (1990). Ionospheric Radio. IEE Electromagnetic Waves Series #31. London, UK: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. ISBN 978-0-86341-186-1.
Hargreaves, J. K. (1992). The Upper Atmosphere and Solar-Terrestrial Relations. Cambridge University Press.
Kelley, M. C. (2009). The Earth's Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics (2nd изд.). Academic Press. ISBN 9780120884254.
McNamara, Leo F. (1994). Radio Amateurs Guide to the Ionosphere. ISBN 978-0-89464-804-5.
Rawer, K. (1993). Wave Propagation in the Ionosphere. Dordrecht: Kluwer Academic Publ. ISBN 978-0-7923-0775-4.
Bilitza, Dieter (2001). „International Reference Ionosphere 2000” (PDF). Radio Science. 36 (2): 261—275. Bibcode:2001RaSc...36..261B. doi:10.1029/2000RS002432.
J. Lilensten, P.-L. Blelly: Du Soleil à la Terre, Aéronomie et météorologie de l'espace, Collection Grenoble Sciences, Université Joseph Fourier Grenoble I, 2000. 978-2-86883-467-6.
Kamide, Y.; Chian, A., ур. (2007). Handbook of the Solar-Terrestrial Environment. Bibcode:2007hste.book.....K. ISBN 978-3-540-46314-6. doi:10.1007/978-3-540-46315-3.
Volland, H. (1984). Atmospheric Electrodynamics. Berlin: Springer Verlag.
Schunk, R. W.; Nagy, A. F. (2009). „Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry”. Eos Transactions (2nd изд.). 82 (46): 556. Bibcode:2001EOSTr..82..556K. ISBN 9780521877060. doi:10.1029/01EO00328 .
American Geophysical Union (2011). „Our Science”. About AGU. Приступљено 30. 9. 2011.
„About IUGG”. 2011. Приступљено 30. 9. 2011.
„AGUs Cryosphere Focus Group”. 2011. Архивирано из оригинала 16. 11. 2011. г. Приступљено 30. 9. 2011.
Bozorgnia, Yousef; Bertero, Vitelmo V. (2004). Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering. CRC Press. ISBN 978-0-8493-1439-1.
Chemin, Jean-Yves; Desjardins, Benoit; Gallagher, Isabelle; Grenier, Emmanuel (2006). Mathematical geophysics: an introduction to rotating fluids and the Navier-Stokes equations. Oxford lecture series in mathematics and its applications. Oxford University Press. ISBN 0-19-857133-X.
Davies, Geoffrey F. (2001). Dynamic Earth: Plates, Plumes and Mantle Convection. Cambridge University Press. ISBN 0-521-59067-1.
Dewey, James; Byerly, Perry (1969). „The Early History of Seismometry (to 1900)”. Bulletin of the Seismological Society of America. 59 (1): 183—227. Архивирано из оригинала 23. 11. 2011. г.
Defense Mapping Agency (1984) [1959]. Geodesy for the Layman (Технички извештај). National Geospatial-Intelligence Agency. TR 80-003. Приступљено 30. 9. 2011.
Eratosthenes (2010). Eratosthenes' "Geography". Fragments collected and translated, with commentary and additional material by Duane W. Roller. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-14267-8.
Fowler, C.M.R. (2005). The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics (2 изд.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-89307-0.
„GRACE: Gravity Recovery and Climate Experiment”. University of Texas at Austin Center for Space Research. 2011. Архивирано из оригинала 01. 12. 2009. г. Приступљено 30. 9. 2011.
Hardy, Shaun J.; Goodman, Roy E. (2005). „Web resources in the history of geophysics”. American Geophysical Union. Архивирано из оригинала 27. 4. 2013. г. Приступљено 30. 9. 2011.
Harrison, R. G.; Carslaw, K. S. (2003). „Ion-aerosol-cloud processes in the lower atmosphere”. Reviews of Geophysics. 41 (3): 1012. Bibcode:2003RvGeo..41.1012H. doi:10.1029/2002RG000114.
Kivelson, Margaret G.; Russell, Christopher T. (1995). Introduction to Space Physics. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-45714-9.
Lanzerotti, Louis J.; Gregori, Giovanni P. (1986). „Telluric currents: the natural environment and interactions with man-made systems”. Ур.: Geophysics Study Committee; Geophysics Research Forum; Commission on Physical Sciences, Mathematics and Resources; National Research Council. The Earth's electrical environment. The Earth's Electrical Environment. National Academy Press. стр. 232—258. ISBN 0-309-03680-1.
Lowrie, William (2004). Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-46164-2.
Merrill, Ronald T.; McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (1998). The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle. International Geophysics Series. 63. Academic Press. ISBN 978-0124912458.
Muller, Paul; Sjogren, William (1968). „Mascons: lunar mass concentrations”. Science. 161 (3842): 680—684. Bibcode:1968Sci...161..680M. PMID 17801458. S2CID 40110502. doi:10.1126/science.161.3842.680.
National Research Council (U.S.). Committee on Geodesy (1985). Geodesy: a look to the future (PDF) (Извештај). National Academies.
Newton, Isaac (1999). The Principia, Mathematical principles of natural philosophy. A new translation by I Bernard Cohen and Anne Whitman, preceded by "A Guide to Newton's Principia" by I Bernard Cohen. University of California Press. ISBN 978-0-520-08816-0.
Opdyke, Neil D.; Channell, James T. (1996). Magnetic Stratigraphy. Academic Press. ISBN 0-12-527470-X.
Pedlosky, Joseph (1987). Geophysical Fluid Dynamics (Second изд.). Springer-Verlag. ISBN 0-387-96387-1.
Poirier, Jean-Paul (2000). Introduction to the Physics of the Earth's Interior. Cambridge Topics in Mineral Physics & Chemistry. Cambridge University Press. ISBN 0-521-66313-X.
Pollack, Henry N.; Hurter, Suzanne J.; Johnson, Jeffrey R. (1993). „Heat flow from the Earth's interior: Analysis of the global data set”. Reviews of Geophysics. 31 (3): 267—280. Bibcode:1993RvGeo..31..267P. doi:10.1029/93RG01249.
Renne, P.R.; Ludwig, K.R.; Karner, D.B. (2000). „Progress and challenges in geochronology”. Science Progress. 83: 107—121. PMID 10800377.
Richards, M. A.; Duncan, R. A.; Courtillot, V. E. (1989). „Flood Basalts and Hot-Spot Tracks: Plume Heads and Tails”. Science. 246 (4926): 103—107. Bibcode:1989Sci...246..103R. PMID 17837768. S2CID 9147772. doi:10.1126/science.246.4926.103.
Ross, D.A. (1995). Introduction to Oceanography. HarperCollins. ISBN 0-13-491408-2.
Sadava, David; Heller, H. Craig; Hillis, David M.; Berenbaum, May (2009). Life: The Science of Biology. Macmillan. ISBN 978-1-4292-1962-4.
Sanders, Robert (10. 12. 2003). „Radioactive potassium may be major heat source in Earth's core”. UC Berkeley News. Приступљено 28. 2. 2007.
Sirvatka, Paul (2003). „Cloud Physics: Collision/Coalescence; The Bergeron Process”. College of DuPage. Приступљено 31. 8. 2011.
Sheriff, Robert E. (1991). „Geophysics”. Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics (3rd изд.). Society of Exploration. ISBN 978-1-56080-018-7.
Stein, Seth; Wysession, Michael (2003). An introduction to seismology, earthquakes, and earth structure. Wiley-Blackwell. ISBN 0-86542-078-5.
Telford, William Murray; Geldart, L. P.; Sheriff, Robert E. (1990). Applied geophysics. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-33938-4.
Temple, Robert (2006). The Genius of China. Andre Deutsch. ISBN 0-671-62028-2.
Torge, W. (2001). Geodesy (3rd изд.). Walter de Gruyter. ISBN 0-89925-680-5.
Turcotte, Donald Lawson; Schubert, Gerald (2002). Geodynamics (2nd изд.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-66624-4.
Verhoogen, John (1980). Energetics of the Earth. National Academy Press. ISBN 978-0-309-03076-2.