חומרי לימוד RT
שכבת היונוספירה
מדריך זה מכיל חומר הממוקד לבחינת RT ונוגע בהתפשטות קרינה אלקטרומגנטית, הקשר של שכבת היונוספירה לגלי רדיו ומידע על היונוספירה עצמה.
חזרה כללית על ״אטמוספירה״
האטמוספירה היא שכבת גז המקיפה את כדור הארץ והיא הגורם המאפשר חיים בכדור הארץ בכך שסופגת את מרבית הקרינה האולטרה סגולה המגיעה מהשמש וגורמת למיתון הבדלי הטמפרטורה שבין היום – ללילה.
מרכיבי האוויר משתנים מעט באזורים שונים של העולם בשל גורמים כמו גובה, טמפרטורה, קירבה לים, וגורמים נוספים.
זיהום אוויר, למרות בעיותיו, אינו משפיע משמעותית על הרכב האטמוספירה, מאחר שגם ערכים חריגים של מזהמים הם זניחים ביחס לגזים העיקריים.
הרכבה של האטמוספירה של כדור הארץ השתנה מאז היווצרות החיים בו.
בהקשר היונוספירה והאטמוספירה, נהוג להתיחס בעיקר לשלושת האזורים השונים הללו:
היונוספירה - אזור באטמוספירה המכיל יונים, באזור המזוספירה והתרמוספירה ומתפרס לגובה של עד ל-500 ק״מ.
אקסטוספירה - נמצאת מעל לשכבת היונוספירה, באזור בו האטמוספירה כמעט ונעלמת - עד לחלל.
מגנטוספירה - (מגנט וספירה) המתפרש לאלפי קילומטרים מכדור הארץ ובו קיימת השפעת השדה המגנטי של כדור הארץ, רוח השמש והשדה המגנטי הבין פלנטרי.
יונוספירה
-
מקור השם, הרכב של ״יינון״ ושל ״ספירה״.
-
היונוספירה היא אזור בכדור הארץ הנמצא באטמוספירה בשכבת ה״תרמוספירה״.
ביונוספירה, קיימים אלקטרונים חופשיים הגורמים לאטמוספירה להתנהג בדומה למוליך חשמלי. -
היונוספירה מתחילה בגובה של כ60 ק״מ / 90 ק״מ מפני כדור הארץ (הנתון לא קבוע ומשתנה בהתאם לשעות היממה המקומיות)
והיא מסתיימת בגובה של מעל ל500 ק״מ. -
היונוספירה היא בעצמם מעטפת של אלקטרונים, אטומים, ומולקולות חשמל טעונות המקיפות את כדור הארץ.
תופעה זו נגרמת בעיקר בגלל הקרינה האולטרה סגולה של השמש. -
היונוספירה מחולקת גם היא למספר שכבות המייצגות את רמות היינון שלה. שכבות אלו אינן קבועות ומשתנות בין היום ללילה בעיקר.
רמות היינון של היונוספירה
באופן כללי, רמת היינון תלוייה בעיקר בשמש ובקרינת האולטרה-סגול הקיצונית שלה (EUV) וקרינת רנטגן המשתנה מאוד עם פעילות השמש.
אך רמת היינון אינן קבועות ומשתנות בין אזור לאזור וגם בעקבות תופעות רבות נוספות.
שינויים ברמת היינון באטמוספירה:
-
מחזוריות היממה ומחזוריות השמש:
מידת היינון ביונוספירה, משתנה בהתאם למחזוריות היממה (שעת היום) ועוקבת גם אחר מחזוריות השמש (11 שנה).
ככל שהשמש פעילה יותר באזור מסוים, כך שכבת היונוספירה תתרחב ותהיה פעילה יותר.
-
השפעות השמש הנוספות; "כתמי שמש | ״SUN SPOT״:
כתם שמש הוא אזור על פני השמש בו מתרחשות מערבולות מגנטיות עצומות (פעילות מוגברת).
את כתם השמש ניתן לזהות כנקודות כהות יותר בשמש. באזורים אלו הטמפרטורות יהיו נמוכות יותר ביחס לשמש.
כיום ידוע כי כתמי השמש משתנים במחזוריות של 11 שנים.
כתמי השמש גורמים להתחממות כדור הארץ ולתופעה המכונה ״סופות מגנטיות״, תופעה המשפיעה על שידורי רדיו לצרכי התקשורת השונים.
הם גם המקור לעלייה בקרינת הEUV וקרני הרנטגן ובמיוחד מהלך התפרצויות מגנטיות אפיזודיות הכוללות התלקחויות של השמש המגבירות את היינון בצד המואר של כדור הארץ וגם אירועי חלקיקים סולאריים אנרגטיים שיכולים להגביר את היינון באזורי הקוטב.
-
השפעת עונות השנה, מזג האוויר והמיקום הגיאוגרפי של אזורים:
כידוע, כדור הארץ אינו בצורת ״כדור מושלם״ אלא ספרואיד אוברולי.
כתוצאה מכך, קיימים אזורים שיותר קרובים ומושפעים מהשמש וכאלה שפחות, מה שמביא לתופעות אקלים שונות בכל נקודה אחרת על גבי קווי הרוחב.
התלות והשוני ברמות היינון כתוצאה מהשפעות עונות השנה ומזג האוויר, מתקשר לכך כי כיוון שחצי הכדור שנמצא בתקופת החורף נוטה להיות מרוחק יותר מהשמש, אזי שיש לו לפחות קרינת שמש מתקבלת.
מיקום הגיאוגרפי של אזורים משפיע על רמות הקרינה המתקבלות גם כן כתוצאה מהמרחק שקרינת השמש עושה עד מפגש עם האזור. (קטבים, אזורי אוראור, קווי רוחב בינוניים ואזורים משווניים).
איור להמחשה:

שכבות היונוספירה
שכבות היינון של היונוספירה, מכונות: שכבה D, שכבה E ושכבה F1.
השכבות אינן קבועות ומשתנות בעקבות מספר גורמים.
תופעות כלליות
במהלך היום:
-
במהלך היום, שכבה D ״חוזרת להתקיים״, היא ושכבת E הופכות להרבה יותר מיוננות בעקבות פעילות השמש.
-
גם שכבה F נהיית מיוננת יותר עד לכדי כך שמתווספת לה שכבה נוספת והיא מתחלקת לF1 ולF2, כשF1 היא השכבה עם רמת היינון הנמוכה מבין השכבות.
במהלך הלילה:
-
שכבות F1 וF2 מתאחדות לשכבה אחת בגובה של עד 300 ק״מ.
-
שכבה F בלילה היא היחידה בה קיימת רמת יינון משמעותית, והיא האזור העיקרי שאחראי על תופעת ״שבירה״ ו״החזרה״ של גלי הרדיו בעוד שבשכבות D וE רמות היינון הנמוכות ביותר.
-
במהלך הלילה מורידים את התדר בו משתמשים בגלל שהזווית הקריטית עולה, מה שמביא לכך שה״החזרה״ תהיה בזווית שקרובה מדי ל״אנך״.
-
על אף שגלי הרדיו לא מרחיקים לבד, בזמן שמשודרים בלילה שקט, ניתן יהיה לשמוע אותם בטווחים רחוקים יותר (פחות הפרעות).
כללי:
-
לטייס, אמור להיות תדרי עבודה ראשיים לעבודה במהלך היום (בתדר גבוה יותר) ותדרי עבודה משניים עבוד עבודה במהלך הלילה (בתדרים נמוכים יותר).
-
המשחק בתדרים חייב להתבצע בעקבות השינויים המתרחשים בין יום ללילה.
השכבות
שכבה D:
-
היא השכבה הפנימית ביותר (הנמוכה ביותר) – 48 עד 90 ק״מ מעל לפני כדור הארץ.
-
שכבה זו מתקיימת רק במהלך היום!
-
שכבה זו סופגת חלק מהספק הגל העובר דרכה, ולכן בשעות היום סובלים גלי הרקיע מ״הנחתה״.
(דוגמא מצוינת היא היעלמותן של תחנות השידור AM המרוחקות בשעות היום) -
במהלך היום, שכבה D ושכבת E הופכות להרבה יותר מיוננות בעקבות פעילות השמש.|
השפעה זו מגיעה לשיאה בשעות הצהרים ומצטמצמת עם התקדמות היום עד ללילה עקב ירידה בעובי שכבת הD עד לכדי כך שכמעט ואינה מתקיימת.
שכבה E:
מכונה גם ״Heavy Side״ ומצויה בגובה של 90 ק״מ עד 139 ק״מ.
במהלך היום, שכבה D ושכבת E הופכות להרבה יותר מיוננות בעקבות פעילות השמש.
שכבה F:
מצויה בגובה שמעל 130 ק״מ, בשעות היום יוצרת שכה חדשה ונחלקת לF1 ולF2.
זאת כששכבה F1 מצויה בגבהים שבין 130 ק״מ עד ל210 ק״מ.
ושכבה F2 מצויה בגבהים שעד 450 ק״מ.
