Was ist die Ionosphäre?
Die Ionosphäre ist eine Schicht der Erdatmosphäre, die vom Sonnenwind ionisiert wird. Sonnenwind existiert, weil die Korona, die die äußerste Schicht der Sonnenatmosphäre darstellt, extrem heiß und breit ist. Aufgrund seiner Breite kann ein konstanter Strom von Wasserstoff- und Heliumionen, der als Sonnenwind oder Plasma bezeichnet wird, die Schwerkraft der Sonne verlassen. Der Sonnenwind strömt von der Sonne weg und zur Erde, wo er die Magnetosphäre, Ionosphäre und das Magnetfeld der Erde beeinflusst.
Die Ionosphäre enthält Plasma und besteht aus drei Schichten. Die niedrigste Region wird als D-Region bezeichnet und reicht von 47 bis 59 Meilen (75 bis 95 km) über die Erdoberfläche und enthält nicht viele Ionen. Die nächste Schicht wird als E-Region bezeichnet. Sie reicht von 95 bis 150 km und enthält eine etwas höhere Ionenkonzentration. Die F-Region enthält die höchste Ionendichte und reicht von 93 bis 621 Meilen über die Oberfläche.
Diese Schicht der Atmosphäre ist wichtig für das tägliche Leben, weil wir so viel weiter AM-Funkwellen senden können, als wir es ohne sie könnten. Ein ziemlich bekannter Nebeneffekt ist jedoch, dass das AM-Radio einen Stromausfall erleiden kann, wenn die Sonne ein besonders starkes Sonnenlicht abgegeben hat. Die Ionosphäre beeinflusst jedoch keine FM-Radiofrequenzwellen, da sie höhere Frequenzen haben. Daher können FM-Radiofrequenzwellen nicht bis zu AM-Frequenzwellen reichen.
Wissenschaftler untersuchen die Ionosphäre hauptsächlich durch Beobachtung der Auroren , die in der Nähe des Nord- und Südpols in der Natur leuchtende Farben am Himmel zeigen. Die Auroren treten auf, weil an den Polen keine Magnetosphäre vorhanden ist. Da es keine Magnetosphäre gibt, können Ionen in die Ionosphäre eintreten und das darin enthaltene Plasma anregen, wodurch die Energie als sichtbares Licht freigesetzt wird. Die Häufigkeit und Intensität von Auroren wird durch das Auftreten von Sonneneruptionen und die Intensität des Sonnenwinds beeinflusst.
Die Ionosphäre wurde allmählich durch eine Reihe von wissenschaftlichen Entdeckungen und Beobachtungen entdeckt, die 1864 begannen, als James Clerk Maxwell eine Theorie vorstellte, wie elektromagnetische Wellen erzeugt werden. 1901 verwendete Marconi diese Theorie, um Funkwellen, eine Form von elektromagnetischen Wellen, über den Atlantik zu senden. Er konnte dies tun, weil er wusste, dass die Funkwellen, da er die Empfangsstation nicht sehen konnte, von einem Teil der Atmosphäre abprallen mussten, damit sie sich weiter als erwartet fortbewegen konnten. Im Jahr 1902 erfuhren Oliver Heaviside und Arthur Kennelly von Marconis Erkenntnissen über die Funkausbreitung und kamen zu dem Schluss, dass die Atmosphäre eine reflektierende Schicht hatte. Die Schicht wurde jedoch erst 1926 als Ionosphäre bezeichnet, als der Physiker Robert Watson-Watt eine Abhandlung darüber schrieb.