Ιονόσφαιρα

Η Ιονόσφαιρα (Ionosphere) είναι στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης, που χαρακτηρίζεται απ' τη μεγάλη παρουσία ιόντων που προκαλούνται απ' τον ιονισμό των μορίων του αέρα λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας (υπεριώδους και σωματιδιακής).

Γενικά

Εκτός από τα γνωστά πέντε στρώματα της ατμόσφαιρας που η ταξινόμησή τους έγινε με βάση την κατανομή της καθ΄ ύψους θερμοκρασίας το 1962 από τον W.M.O., υφίσταται και μια ιδιάζουσα περιοχή (στρώμα) της ατμόσφαιρας που αρχίζει από το ύψος των 400-500 χλμ. (στο στρώμα της θερμόσφαιρας) και φθάνει σχεδόν μέχρι το ανώτατο όριο της, δηλαδή την εξώσφαιρα. Λόγω του πολύ μεγάλου αριθμού ιόντων που βρίσκεται μέσα σ΄ αυτό το καθ΄ ύψους εύρος (στρώμα) της ατμόσφαιρας ονομάσθηκε ιονόσφαιρα.

* Σημειώνεται πάντως πως και η Τροπόσφαιρα περιέχει ηλεκτρισμένα σωματίδια.

Δημιουργία ιόντων

Τα τελευταία αυτά ηλεκτρισμένα σωματίδια στη Τροπόσφαιρα, τα ιόντα, δημιουργούνται κυρίως κατά τις ηλεκτρικές εκκενώσεις των καταιγίδων αλλά και από τις ακτινοβολίες ραδιενεργών ουσιών από την επιφάνεια του εδάφους. Εκτός όμως απ΄ αυτά υπάρχουν και ιόντα που χαρακτηρίζονται "υψηλής ενέργειας" που προέρχονται όμως από την κοσμική ακτινοβολία. Υπολογίζεται πως σ΄ ένα 24ωρο δύο δισεκατομμύρια τέτοια σωματίδια βομβαρδίζουν το εξωτερικό όριο της ατμόσφαιρας που, σποραδικά όμως, και κάποια εξ αυτών, φθάνουν μέχρι τα κατώτερα στρώματα, το περισσότερο μέρος των οποίων είναι πρωτόνια.

Παρακολούθηση

Σήμερα η σύγχρονη Μετεωρολογία, με ειδικά κατάλληλα όργανα μετεωρολογικών σταθμών επιφανείας, μελετά το ποσόν αλλά και το ποιόν των ιόντων των κατωτέρων στρωμάτων της ατμόσφαιρας με τον ίδιο ρυθμό που παρακολουθεί την θερμοκρασία, την πίεση, την υγρασία κ.λπ. του ατμοσφαιρικού αέρα. Τέτοια όργανα μέτρησης του μεγέθους των ιόντων ως και άλλων χαρακτηριστικών του ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού βρίσκονται σε λειτουργία στο Μετεωρολογικό Ινστιτούτο του Αστεροσκοπείου Αθηνών από το 1966.

Σημασία έρευνας

Η μέχρι σήμερα επιστημονική έρευνα στον τομέα αυτό έχει αποδείξει την μεγάλη σημασία που έχουν τα ιόντα της ατμόσφαιρας κυρίως στην υγιεινή διαβίωση του ανθρώπου στον πλανήτη Γη. Αν και ο ιονισμός της ατμόσφαιρας ξεκινά από την ανώτερη περιοχή της Μεσόσφαιρας η κυρίως περιοχή της δημιουργίας είναι (περιλαμβάνεται) στη θερμόσφαιρα η οποία και καλείται και Ιονόσφαιρα.

Κατανομή ιόντων

Τα ιόντα όμως αυτά δεν βρίσκονται σε ομοιόμορφη κατανομή, ακόμα και μέσα στην Ιονόσφαιρα, που σημαίνει πως σε ορισμένες περιοχές της ατμόσφαιρας παρατηρούνται αριθμητικές συγκεντρωσεις. Οι χαρακτηριστικές περιοχές συγκέντρωσης των ιόντων είναι κυρίως τρεις η περιοχή D, η περιοχή E και η περιοχή F.

* Περιοχή D: Είναι η χαμηλότερη (πρώτη) περιοχή. Ο ιονισμός της οφείλεται στη δράση της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ήλιου. Βρίσκεται σε ύψος από 60-90 χλμ.

* Περιοχή E: Είναι η δεύτερη περιοχή (καθ΄ ύψος από εδάφους). Ονομάζεται και περιοχή Kennely - Heaviside. Εκτείνεται από τα 100-150 χλμ. Είναι στρώμα πολύ ιονισμένο με πολύ ενδιαφέρον αφού αυτό αντανακλά τα μεγάλου μήκους ραδιοφωνικά κύματα. Αν δεν υπήρχε η ιονισμένη περιοχή Ε τα εν λόγω κύματα θα ήταν αδύνατον να μεταβιβαστούν σε μεγάλες αποστάσεις¹. Η περιοχή Ε λειτουργεί ως ένας τεράστιος ηλεκτρονικός καθρέφτης που διακόπτει την πορεία των μακρών κυμάτων και τα αντανακλά στη Γη.

* Περιοχή F: Είναι το τρίτο στρώμα (ανώτερο) γνωστότερο και ως στρώμα APLETON, (διαβάζεται λατινικά!), και βρίσκεται σε ύψος 200-300 χλμ. Η ιονισμένη αυτή περιοχή F λειτουργεί επίσης ως δεύτερος ανακλαστικός ηλεκτρονικός καθρέφτης που διακόπτει και αντανακλά στη Γη την πορεία των βραχέων κυμάτων που κατάφεραν ανενόχλητα να διασχίσουν την προηγούμενη "περιοχή Ε".

Και τα τρία παραπάνω στρώματα περιοχές D, E και F χωρίζονται πολλές φορές σε επιμέρους δύο ή και περισσότερα μικρότερα στρώματα. Επίσης και το ύψος που βρίσκονται δεν είναι σταθερό αλλά μπορεί να μεταβάλλεται εντός χρονικού διαστήματος από λίγων λεπτών μέχρι μερικών ωρών.

* (¹) Τα ραδιοφωνικά κύματα ως γνωστόν μεταδίδονται ευθύγραμμα με παλμικές κινήσεις. Λόγω της κυρτότητας της Γης την λύση της λήψης τέτοιων σημάτων, από δέκτες σε μεγάλη απόσταση, την ανέλαβε η "περιοχή Ε" και μάλιστα αφού βρέθηκε έτοιμη χωρίς καμία επιπρόσθετη δαπάνη. Έτσι μέρος των εκπεμπομένων ευθύγραμμα προς όλες τις κατευθύνσεις παλμικών κυμάτων, ειδικά εκείνων που εκπέμπονται προς τα επάνω, διασχίζουν μεν ανενόχλητα τα τρία πρώτα στρώματα της ατμόσφαιρας και προχωρούν στη Θερμόσφαιρα όπου και αντανακλώνται από την Περιοχή Ε της ιονόσφαιρας στη Γη.

Παρατηρήσεις

Το Σέλας, το θαυμάσιο αυτό φαινόμενο που συμβαίνει σε ύψος 80-1000 χλμ στους Γήινους Πόλους, στη διάρκεια των μακρών πολικών νυκτών, είναι αποτέλεσμα της μεγάλης θέρμανσης των ηλεκτρισμένων σωματιδίων εξ αιτίας της δράσης της ηλιακής και κοσμικής ακτινοβολίας.

Δείτε επίσης

* Επικίνδυνες ζώνες Βαν Άλεν Οι θανατηφόρες ζώνες.