Процессы в ионосфере Земли.

В настоящее время ионосфера определяется как область атмосферы Земли на высотах 30–1000 км, содержащая частично ионизованную холодную плазму. Таким образом, ионосфера фактически включает в себя почти 4 верхних слоя атмосферы Земли: верхнюю часть стратосферы, мезосферу, термосферу и магнитосферу. Указанная верхняя граница ионосферы введена условно, поскольку вблизи нее параметры ионосферной плазмы не претерпевают каких-либо резких изменений. В результате воздействия солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучения и потоков заряженных частиц, электронов и протонов, вторгающихся в верхнюю атмосферу Земли, часть атомов и молекул верхней атмосферы находится в ионизованном состоянии. Перечислим все источники ионизации: Солнечное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение; Солнечный ветер; Солнечные космические лучи; Галактические космические лучи; Метеорные тела.

Свободные электроны и ионы, содержащиеся в верхней атмосфере, оказывают влияние на распространение радиоволн. Под действием радиоволны вионосфере могут возникать вынужденные колебания электронов и ионов. Кроме того, в плазме существуют различные виды коллективных собственных колебаний (плазменные колебания). В зависимости от частоты на распространение радиоволны оказывают влияние разные виды колебаний, поэтому электрические свойства ионосферы различны для разных диапазонов радиоволн. Наибольшую роль играют ленгмюровские плазменные колебания электронов, вызывающие собственное электромагнитное излучение. В общем случае плазменные колебания происходят с любыми заряженными частицами, и частота этих колебаний зависит от концентрации и заряда, q, заряженных частиц,

Для электронов частоту ленгмюровских колебаний запишем как