
【電】 ionospheric absorption
ionosphere
【化】 ionized layer; ionosphere
absorb; imbibe; soak; assimilate; draw on; drink in; sorb; suck
【化】 absorption
【醫】 absorb; absorption; resorb; resorption; rhoebdesis
【經】 absorption; assimilation
電離層吸收(Ionospheric Absorption)指地球電離層中自由電子與中性粒子碰撞導緻無線電波能量衰減的現象。該效應主要發生在電離層D層(60-90 km高度),是高頻(HF)無線電通信信號衰減的主要原因之一。
作用機制
當無線電波穿過電離層時,其電磁場會使自由電子加速運動,電子與中性氣體分子(如氮氣、氧氣)碰撞時将動能轉化為熱能,導緻電磁波能量被吸收。吸收強度遵循Appleton-Hartree公式: $$ mu = frac{Ne}{2mepsilon_0 u} cdot frac{ u}{ u + u_c} $$ 其中$N$為電子密度,$ u$為無線電波頻率,$ u_c$為碰撞頻率(來源:國際電信聯盟無線電通信部門技術報告)。
影響因素
(數據支持:美國國家海洋和大氣管理局空間天氣預報中心)
該現象對短波通信、衛星導航系統(如GPS)及雷達探測構成顯著影響。國際電信聯盟《無線電規則》第19條特别規定了應對電離層吸收的通信頻率選擇方案。
電離層吸收是指電波在穿過電離層時,因與帶電粒子(尤其是電子)碰撞導緻能量損耗的現象。以下是詳細解釋:
電離層中的自由電子在電波電場作用下運動,與中性分子或離子碰撞時,将部分能量轉化為熱能。這種能量損耗主要發生在低層電離層(D層和E層),因為此處中性粒子密度較高,碰撞頻率更大。
通過測量吸收程度,可反推電離層參數,如電子密度、碰撞頻率等。這對無線電通信、衛星導航系統的信號修正具有重要意義。
電離層高度範圍約50-1000公裡,分為D(60-90 km)、E(90-140 km)、F(140-500 km)三層。其吸收作用還間接保護地球生物免受太陽紫外線傷害。
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