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电离层扰动

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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''电离层扰动'''<br><img src="https:xxxxx//5b0988e595225.cdn.jpgsohucs.com/images/20190427/977a1b9878e7444ba0a51a9882d6fc1b.png" width="280"></center><small>[https://www.sohu......html com/a/310596987_115479?_f=index_chan10news_49 圖片來 自OOO自搜狐网]</small> |}'''电离层扰动'''ionospheric disturbance [[ 电离 ]] 层结构偏离其常规形态的急剧变化,又称 [[ 电离层骚扰 ]] 。电离源的突变、非平衡态动力学过程、不稳定的磁流动力过程和某些人为因素等,都可引起电离层扰动。它常严重影响电离层中无线电波的传播。
==原理==
一种来势很猛但持续时间不长(一般为几分钟至几小时)的扰动,它仅发生在日照面电离层的 D层。这种扰动由 [[ 太阳耀斑 ]] 引起,耀斑区发出的强烈远紫外辐射和X射线,大约8分钟后到达地球,使地球向阳面电离层特别是 D层中的电子密度突然增大。这种现象称为电离层突然骚扰。当发生这种骚扰时,从甚低频到甚高频的电波传播状态均有急剧变化。例如,由于D层电子密度增大,经过D层传播的高频无线电波突然受到强烈吸收,常出现短波通信中断,称为短波消失现象。来自天外的宇宙噪声,由于D层吸收突然增加而强度突然减弱,称为宇宙噪声突然吸收。但从D层反射的长波和超长波信号突然变强,相位也发生突变,称为突然相位异常现象;而接收远处雷电产生的“天电干扰”的强度也明显增强,称为天电突增。甚高频低电离层散射传播信号也将增强。此外,耀斑期间,E层和F层底部的电子密度也突然增加,可引起短波频率突然偏离现象。
==电离层暴==
持续时间为几小时至近10天的常与磁暴相伴的强烈电离层扰动。太阳局部扰动除爆发出大量电磁辐射外,有时还辐射出大量 [[ 带电粒子流 ]] 。粒子流到达地球一般要1~2天左右,它们与磁层和高层大气相互作用,可使正常 [[ 电离层 ]] (特别是F层)状态遭到破坏,称为F层骚扰。这种骚扰有负相(临界频率下降)、正相(临界频率上升)和双相(临界频率有升有降)骚扰之分。骚扰时临界频率变化一般大于30%。太阳质子事件或磁层亚暴期间,极区电离层电离激增,会引起急始吸收、极光带吸收、极盖吸收和长波相位异常等现象。极光带吸收是来自太阳扰动区的低能粒子流进入极区上空,使极光带或者比它略宽的环带(宽约 6°~15°)内低电离层电离增加而引起碰撞增加,高频电波被强烈吸收。这时常伴随出现地磁场扰动和极光现象,在 [[ 太阳活动峰年 ]] 过后的两三年内它的出现最为频繁。极盖吸收是太阳扰动或磁层亚暴时所产生的 [[ 高能粒子 ]] 沿地球 [[ 磁力线 ]] 沉降在极区高层大气中,使磁纬64°以上的极盖地区上空电离层D层的电离强烈增大,致使高频电波被强烈吸收而中断。它通常在形成太阳质子耀斑后几十分钟到几十小时以后才发生,这时不一定出现地磁场扰动和极光现象。持续时间通常为1~3天,最长可达10天之久,在太阳活动峰年频繁发生。在磁层亚暴主相期间,与粒子沉降相伴的强电场和电急流,使极区电离层发生极复杂的热力学扰动、电磁场扰动和磁流动力扰动,并能波及到全球电离层。这种电离层暴的全球形态尚不十分清楚。由于电离层暴对电波传播有严重的影响,不少国家都建立有电离层骚扰预报业务。
==行波扰动==
暴时极区激发的、向赤道方向以600~700米/秒的速度水平传播的大气重力波扰动。周期为半小时至几小时,东西向水平尺度可达几千公里,传播上千公里后波形变化不大。它可发生使F2层偏离正常值20%~30%的扰动,严重改变无线电波的传播环境。
此外, [[ 火山喷发 ]] [[ 地震 ]] [[ 台风 ]] [[ 雷暴 ]] 可激发中尺度大气重力波扰动;地面核试验激发的重力波可影响几千公里外的电离层;高空核实验的各种 [[ 电离辐射 ]] ,更能显著地破坏电离层;大功率短波雷达加热等人工手段和空间飞行的释放物,也能引起电离层扰动。这些自然因素和人为因素激发的电离层扰动,都是外空环境监测的主要对象。
==扩展F层==
扩展F层即F区的突发不均匀结构。多数在赤道区和极区出现,在中纬地区比较少见,它会导致电波损耗大量能量。
Es层(突发E层)即E区的突发不均匀体。其高度多在90km到120km之间的区域,厚度可达几百米到数公里,水平尺度可达数百米至上百千米,出现的时间不定。电磁波在Es层反射的最大频率要比E层大,甚至比其余层都大。
==极光==
太阳爆发时的带电 [[ 高能粒子 ]] 到达地球后会引起极光现象。极光现象会完全蔽性发射电波致使短波传输信道中断。不过这种现象在中纬地区极少出现。
==参考文献==
13,228
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