იონოსფერო

                                იონოსფერო

                      

გაზის ტემპერატურის დამოკიდებულება და თავისუფალი ელექტრონების კონცენტრაცია სიმაღლეზე.

   (თერმოსფერო) — დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ნაწილი, რომელიც ძლიერ იონიზირებულია ატმოსფეროზე მზის ულტრაიისფერი გამოსხივებისა და კოსმოსური სხივების ზემოქმედების შედეგად. იონოსფერო შედგება ნეიტრალური ატომებისა და მოლეკულებისაგან შემდგარი აირების (ძირითადად აზოტი N2 და ჟანგბადი О2) ნარევისა და კვაზინეიტრალური (უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკთა რაოდენობა დაახლოებით ტოლია დადებითად დამუხტულ ნაწილაკთა რაოდენობისა) პლაზმისაგან. ატმოსფეროს იონიზიციის ხარისხი საგრძნობია უკვე 60 კმ-ის სიმაღლეზე ზღვის დონიდან და განუწყვეტლივ იზრდება სიმაღლის ზრდასთან ერთად.

                  

                                                                 იონოსფერული ფენები.

დამუხტულ ნაწილაკთა სიმკვრივის (N) მიხედვით იონოსფეროში გამოყოფენ D, Е და F ფენებს.

                                      

იონოგრამა - პლაზმის სიმკვრივის დამოკიდებულება (იზომება კრიტიკულ სიხშირეზე) მიწისზედა სიმაღლეზე

   იონოსფეროს მოდელი არის პლაზმური მახასიათებლების განაწილება, როგორც ფუნქცია

გეოგრაფიული მდებარეობა

სიმაღლეები

წლის დღე

აგრეთვე მზის და გეომეტრიული მოქმედება.

გეოფიზიკის ამოცანებისთვის, იონოსფერული პლაზმის მდგომარეობა შეიძლება აღწერილი იყოს ოთხი ძირითადი პარამეტრით:

ელექტრონის სიმკვრივე;

ელექტრონული ტემპერატურა;

იონის ტემპერატურა;

იონური შემადგენლობა (იონების რამდენიმე ტიპის არსებობის გამო).

მაგალითად, რადიოტალღების გამრავლება დამოკიდებულია მხოლოდ ელექტრონის კონცენტრაციის განაწილებაზე.

როგორც წესი, იონოსფერული მოდელი არის კომპიუტერული პროგრამა . ეს შეიძლება ეფუძნებოდეს ფიზიკურ კანონებს, რომლებიც განსაზღვრავენ პლაზმური მახასიათებლების განაწილებას სივრცეში (მზის რადიაციასთან იონებისა და ელექტრონების ურთიერთქმედების გათვალისწინებით, ნეიტრალური ატმოსფეროთ და დედამიწის მაგნიტური ველის საშუალებით). ასევე, ეს შეიძლება იყოს სტატისტიკური საშუალოდ დიდი რაოდენობით ექსპერიმენტული ინფორმაციის მიღება. ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მოდელია საერთაშორისო საცნობარო იონოსფერული (IRI) მოდელი , რომელიც აშენებულია დიდი რაოდენობით გაზომვების სტატისტიკურ დამუშავებაზე და შეუძლია გამოთვალოს ზემოთ მითითებული იონოსფეროს ოთხი ძირითადი მახასიათებელი. IRI მოდელის შესაქმნელად და გაუმჯობესების პროექტი საერთაშორისოა და მას აფინანსებენ ისეთი ორგანიზაციები, როგორებიცაა COSPAR და URSI . IRI მოდელის ძირითადი წყაროებია:

ionosondes- ის გლობალური ქსელი;

ძლიერი არათანმიმდევრული გამანადგურებელი რადარები (მდებარეობს Jicamarca, Aresibo, Milestone Hill, Malvern და San Santine);

ასევე ISIS და Alouette სატელიტური ზონდები და

ლაქების გაზომვები მრავალრიცხოვანი თანამგზავრიდან და რაკეტებიდან.

IRI მოდელი ყოველწლიურად განახლდება ახალი ექსპერიმენტული მონაცემების მიღებით. ეს მოდელი ასევე მიღებულ იქნა 2009 წელს სტანდარტიზაციის საერთაშორისო ორგანიზაციამ (ISO) საერთაშორისო სტანდარტის TS16457.

იხ. ვიდეო

იონოსფეროს მოდელის ერთ – ერთი ეფექტური მეთოდია ე.წ. მონაცემთა ასიმილაციის ტექნიკა. ამ ტექნიკის არსია იონოსფეროს ფიზიკური მოდელის რეგულირება სწრაფად მიღებული ექსპერიმენტული მონაცემების დახმარებით. იონოსფეროს ჩვეულებრივი მოდელი, გამოკვლეული პროცესების ფიზიკაზე დაყრდნობით, ვერ მოიცავს პლაზმის პლაზმური მდგომარეობის გავლენის ფაქტორის მთელ სპექტრს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ამისათვის აუცილებელი ზოგიერთი ღირებულება რთულია ექსპერიმენტულად გაზომვით (ქარის სიჩქარე თერმოსფეროს სიმაღლეებზე, ატმოსფეროში გადის კოსმოსური სხივები და ა.შ.). გარდა ამისა, კარგად შესწავლილი ფაქტორების გავლენის თუნდაც მაგალითად, მზის აქტივობის გავლენის პროგნოზირებაც კი რთულია.

                                      

                                                                     

ამ თვალსაზრისით, მოდელმა, რომელსაც შეუძლია მაღალი სიზუსტით უზრუნველყოს პლაზმური მახასიათებლების განაწილების აღწერილობაში, უნდა ასიმილაცეს ექსპერიმენტული ინფორმაცია იონოსფეროს მდგომარეობის შესახებ რეალურ დროში. მონაცემები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამ ტიპის მიდგომით, უნდა იყოს ხელმისაწვდომი და აქტუალური და, სხვა საკითხებთან ერთად, დაუყოვნებლივ განახლებული. ერთ – ერთი მნიშვნელოვანი წყარო, რომელიც ამ მოთხოვნებს აკმაყოფილებს, არის სატელიტური სანავიგაციო სისტემების GPS და GLONASS- ის სანავიგაციო სიგნალის მიწისზედა მიმღებების ქსელი. სატელიტური სანავიგაციო სიგნალის განაწილების მიხედვით, მისი ბილიკის გასწვრივ ელექტრონის მთლიანი შემცველობა შეიძლება გამოითვალოს. ეს მონაცემები ხელმისაწვდომია და განახლებულია რამდენიმე არქივში, მაგალითად, SOPAC არქივში . ამჟამად მსოფლიოში არსებობს მრავალი ასიმილაციის ტიპის მოდელი. მათ შორისაა GAIM მოდელი, რომელიც შეიმუშავა აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტის დაფინანსებით . რუსეთში, ამ მიმართულებით განვითარებები მიმდინარეობს ცენტრალურ აეროლოგიურ ობსერვატორიაში