Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Ionosphäre
Ionosphäre[grch.], der Teil der hohen Atmosphäre, in dem Moleküle und Atome teilweise durch extraterrestr. Strahlung, bes. die Ultraviolett- und Röntgenstrahlung der Sonne, ionisiert sind. In ihm wird durch die Existenz freier Elektronen und Ionen die Ausbreitung von Radiowellen merklich beeinflusst. Die I. der Erde reicht von etwa 60 km bis in etwa 1 000 km Höhe. Von 90 km Höhe aufwärts wird der molekulare Sauerstoff (O2) und in geringerem Maße auch der molekulare Stickstoff (N2) zunehmend ionisiert (Bildung von O2+, N2+) und gespalten (Bildung von O+, N+). Von dieser Höhe ab beginnen die einzelnen Gase auch, sich zu entmischen, sodass der relative Anteil an leichteren Gasen (Heliumionen, He+ und Wasserstoffionen, H+) immer größer wird. Für jede Gaskomponente ergibt sich eine Schicht maximaler Ionisation, da die Strahlungsintensität infolge zunehmender Absorption von oben nach unten abfällt, die Zahl der ionisierbaren Atome und Moleküle aber zunimmt. Die Ionendichte ergibt sich als Gleichgewichtswert zwischen Erzeugung und Rekombination. In jeder Höhe gibt es eine der Ionendichte gleiche Elektronendichte ne. - Es ist üblich, die Gesamtheit der ionisierten Schichten ihrem unterschiedlichen räumlich-zeitl. Verhalten entsprechend in die Schichten D, E, F1 und F2 zu unterteilen.
Die D-Schicht reflektiert bei Tag und Nacht Lang- und Längstwellen und dämpft tagsüber Mittelwellen und Kurzwellen. Die E-Schicht reflektiert nachts die Mittelwellen und tags die längeren Kurzwellen. Zeitweise tritt die Es-Schicht auf, die gelegentlich Kurzwellen bis zu 10 m Wellenlänge reflektiert. Die F-Schicht ist für die Kurzwellenausbreitung am wichtigsten. Alle Schichten zeigen als Folge der kurzwelligen Sonnenstrahlung regelmäßige Veränderungen mit der Tages- und Jahreszeit, der geograph. Position und dem elfjährigen Zyklus der Sonnenaktivität. - Die I. hat große Bedeutung für den Funkverkehr, da durch Reflexion der sich geradlinig ausbreitenden Radiowellen an der I. auf der annähernd kugelförmigen Erde Verbindungen über große Entfernungen möglich sind.
Störungen der I. entstehen z. T. durch Zunahme der kurzwelligen solaren Strahlung bei Sonneneruptionen, wie der Mögel-Dellinger-Effekt, der wenige Minuten bis eine Stunde dauert. Die Elektronendichte nimmt dabei in der D- und E-Schicht durch verstärkte UV- und Röntgenstrahlung (und damit die Absorption der Kurzwellen) erheblich zu. Bei den Protonenstürmen dringen schnelle solare Protonen in die Polarkappen, in seltenen Fällen auch in mittleren Breiten bis zu Höhen von 30 km ein und erhöhen die Elektronendichte und Absorption der Kurzwellen. Bei I.-Stürmen dringen langsame solare Partikel in die Polarlichtzonen ein und bewirken bei Nacht sichtbares Polarlicht, starke fluktuierende elektr. Ströme, die erdmagnet. Störungen zur Folge haben. Ferner erhöhen sie lokal die Elektronendichte der E-Schicht (»Nordlicht-E«) und treiben die Elektronen der F-Schicht in die Höhe, verbunden mit Störungen des Funkverkehrs. - Die I. der Erde wurde 1924 von E. V. Appleton entdeckt. Er bestimmte die Höhe der reflektierenden Schicht auf 100 km und fand später eine weitere Schicht in 200-300 km.
Ionosphäre[grch.], der Teil der hohen Atmosphäre, in dem Moleküle und Atome teilweise durch extraterrestr. Strahlung, bes. die Ultraviolett- und Röntgenstrahlung der Sonne, ionisiert sind. In ihm wird durch die Existenz freier Elektronen und Ionen die Ausbreitung von Radiowellen merklich beeinflusst. Die I. der Erde reicht von etwa 60 km bis in etwa 1 000 km Höhe. Von 90 km Höhe aufwärts wird der molekulare Sauerstoff (O2) und in geringerem Maße auch der molekulare Stickstoff (N2) zunehmend ionisiert (Bildung von O2+, N2+) und gespalten (Bildung von O+, N+). Von dieser Höhe ab beginnen die einzelnen Gase auch, sich zu entmischen, sodass der relative Anteil an leichteren Gasen (Heliumionen, He+ und Wasserstoffionen, H+) immer größer wird. Für jede Gaskomponente ergibt sich eine Schicht maximaler Ionisation, da die Strahlungsintensität infolge zunehmender Absorption von oben nach unten abfällt, die Zahl der ionisierbaren Atome und Moleküle aber zunimmt. Die Ionendichte ergibt sich als Gleichgewichtswert zwischen Erzeugung und Rekombination. In jeder Höhe gibt es eine der Ionendichte gleiche Elektronendichte ne. - Es ist üblich, die Gesamtheit der ionisierten Schichten ihrem unterschiedlichen räumlich-zeitl. Verhalten entsprechend in die Schichten D, E, F1 und F2 zu unterteilen.
Die D-Schicht reflektiert bei Tag und Nacht Lang- und Längstwellen und dämpft tagsüber Mittelwellen und Kurzwellen. Die E-Schicht reflektiert nachts die Mittelwellen und tags die längeren Kurzwellen. Zeitweise tritt die Es-Schicht auf, die gelegentlich Kurzwellen bis zu 10 m Wellenlänge reflektiert. Die F-Schicht ist für die Kurzwellenausbreitung am wichtigsten. Alle Schichten zeigen als Folge der kurzwelligen Sonnenstrahlung regelmäßige Veränderungen mit der Tages- und Jahreszeit, der geograph. Position und dem elfjährigen Zyklus der Sonnenaktivität. - Die I. hat große Bedeutung für den Funkverkehr, da durch Reflexion der sich geradlinig ausbreitenden Radiowellen an der I. auf der annähernd kugelförmigen Erde Verbindungen über große Entfernungen möglich sind.
Störungen der I. entstehen z. T. durch Zunahme der kurzwelligen solaren Strahlung bei Sonneneruptionen, wie der Mögel-Dellinger-Effekt, der wenige Minuten bis eine Stunde dauert. Die Elektronendichte nimmt dabei in der D- und E-Schicht durch verstärkte UV- und Röntgenstrahlung (und damit die Absorption der Kurzwellen) erheblich zu. Bei den Protonenstürmen dringen schnelle solare Protonen in die Polarkappen, in seltenen Fällen auch in mittleren Breiten bis zu Höhen von 30 km ein und erhöhen die Elektronendichte und Absorption der Kurzwellen. Bei I.-Stürmen dringen langsame solare Partikel in die Polarlichtzonen ein und bewirken bei Nacht sichtbares Polarlicht, starke fluktuierende elektr. Ströme, die erdmagnet. Störungen zur Folge haben. Ferner erhöhen sie lokal die Elektronendichte der E-Schicht (»Nordlicht-E«) und treiben die Elektronen der F-Schicht in die Höhe, verbunden mit Störungen des Funkverkehrs. - Die I. der Erde wurde 1924 von E. V. Appleton entdeckt. Er bestimmte die Höhe der reflektierenden Schicht auf 100 km und fand später eine weitere Schicht in 200-300 km.