|
Ионосферу невозможно изучать без соответствующего исследования процессов на Солнце и их влияния на процессы в земной атмосфере. Это утверждение, прежде всего, основывается на том, что излучение Солнца - основной источник энергии для атмосферных процессов. Более того, специфическая ионизирующая радиация, которая и является причиной существования ионосферы, или прямо возникает в результате определенных процессов на Солнце, или сильно зависит от солнечных магнитных полей. Излученная Солнцем ионизирующая радиация составляет лишь небольшую часть всей его энергии излучения. Тем не менее, влияние Солнца оказывается весьма значительным, если речь идет о распространении радиоволн. Еще более сильным оказывается влияние избыточной ионизирующей радиации, которая возникает в результате возмущений на Солнце.
Ионосфера образуется при фотоионизации атмосферных компонент рентгеновским излучением Солнца и коротковолновым (короче 1300 А) ультрафиолетовым излучением. Исключением является нижняя область D; она образуется галактическими космическими лучами. Несмотря на обширное количество сведений об ионосфере, относительное влияние этих излучений еще не достаточно ясно. Причина этого заключается в том, что еще мало точных данных о характеристиках ионизирующего излучения Солнца и недостаточно знаний о процессах деионизации и их скоростях. В настоящее время 'самая главная проблема - это, вероятно, недостаток знаний об излучении Солнца.
Солнечные вспышки являются наиболее важной частью солнечной активности, влияющей на ионосферу. Во время этих возмущений, которые будут описаны более подробно далее, происходит интенсивное излучение в рентгеновской области спектра. Рентгеновские лучи с большой энергией проникают глубоко в ионосферу, в результате чего ионизированные области образуются на малых высотах, а это существенным образом изменяет характеристики распространения радиоволн, так что временами происходит полное прекращение радиосвязи на высоких частотах. Поток энергии, вызывающий подобные эффекты, может быть меньше, чем 10-2 эрг/см2·сек.
Иногда во время солнечных вспышек происходит излучение большого количества протонов, которые являются причиной временной повышенной ионизации на малых высотах (область D) в районе полярных шапок. Солнечные вспышки также сопровождаются геомагнитными возмущениями, что влияет на поведение потоков электронов в полярных областях, вызывая уменьшение интенсивности космических лучей.
Солнечная активность связана с числом пятен на диске Солнца. Среднее число пятен изменяется с периодом приблизительно 11 лет. Средняя степень ионизации ионосферы и количество возмущений, следовательно, также изменяется с солнечным циклом.
Ввиду того, что имеющиеся теории процессов на Солнце не в состоянии удовлетворительно объяснить данные наблюдений, ионосферные модели существенным образом зависят от совокупности полных и надежных данных о спектральной интенсивности излучения Солнца. Сейчас, однако, редукция данных солнечных наблюдений в свою очередь ограничивается отсутствием теоретической интерпретации. Очевидно, прогресс в ионосферной теории зависит от прогресса в теории солнечной деятельности. Эти две области знаний неразделимы, и физики, изучающие ионосферу, с нетерпением ожидают новых данных о Солнце[4].
|
