3.2. Ионосфера

С точки зрения вертикальных электромагнитных энергоперетоков, атмосфера играет роль то «проводника», то «изолятора». Лежащая над ней ионосфера пребывает всё время в роли проводника и, более того, состояние ионосферы создаёт режим общепланетарной радиосвязи.

Нижней своей границей ионосфера заходит в мезосферу, то есть начинается ещё в пределах нижележащей газоплазменной оболочки Земли — атмосферы, эта граница расположена на высоте около 50 км.

По своему составу ионосфера характеризуется относительно высокой концентрацией положительных молекулярных и атомных ионов и свободных электронов. Положительные ионы и электроны вместе с нейтральными частицами образуют ионизированную плазму с большой электропроводностью.

Ионосфера по вертикали делится на несколько слоёв, каждый из которых имеет свои особенности.

Нижний D-слой ионосферы расположен на высотах 50–85 км (по данным климатологов, 60–110 км) от уровня океана, то есть приурочен к мезосфере. Выражен не постоянно, так как образуется периодически в определённые интервалы суток и года, в частности, ночью ионизация почти исчезает. В этом слое преобладают ионы кислорода и азота. Он отражает длинные радиоволны (в несколько километров) и поглощает короткие радиоволны (в диапазоне 30–50 м). Таким образом D-слой является активным «участником» радиосвязи.

Над ним на высотах 85–140 км (по данным климатологов, 110–140 км) располагается Е-слой ионосферы. Это постоянный слой во времени и пространстве и охватывает весь земной шар; время от времени в нём образуются отдельные «линзы» с очень большим повышением ионов и электронов, преобладают молекулярные ионы кислорода и азота. В этом слое максимум концентрации электронов (до 2•10⁵ на 1 см²); ночью концентрация электроионов убывает в 100 раз.

Далее следуют слои F₁ и F₂ на высотах от 140 до 500 км. Из них нижний слой F₁ образуется периодически в определённые интервалы суток и года (подобно слою D). В нём преобладают атомные ионы кислорода. Слой F₁ «ответственен» за распространение коротких волн.

В слое F₂ временами возникают отдельные «линзы» (как и в слое Е). В нём появляются ионы гелия и водорода (протоны). Этот слои «управляет» распространением радиоволн (в диапазоне 10–200 м). В нём концентрация электронов достигает нескольких миллионов на 1 см³.

Концентрация электронов выше указанных слоёв медленно убывает. Над F-слоями располагается верхняя ионосфера, которая прослеживается примерно до высоты около 700 км.