電離圏の形成

太陽がつくる電離圏

   地球の大気は上にあがるにつれて薄くなります。そこへ太陽の紫外線 (エネルギーの高い極端紫外線)が射すと、原子から電子が飛び出してイオンになります。 この作用を電離とよび、電子とイオンから成る気体は電離ガス(プラズマ)とよばれています、 電離圏はプラズマ状態の大気が濃くなった領域です。

極端紫外線とは

   電離圏をつくる極端紫外線とは何でしょうか。太陽の光は人間が目で感じることのできる可視光と、 それより波長の長い赤外線、波長の短い紫外線などに分かれます。紫外線の中でも特に波長の短い 極端紫外線は酸素原子や、窒素分子、酸素分子を電離します。電離によって吸収されますから地上 まで届くことはありません。可視光はほとんど強さが変化しませんが、極端紫外線は太陽活動度の 11年周期で大きく変化します。このことが、電離圏の11年周期を引き起こします。

電離圏のたかさ

   電離ガスのつくられる割合は、電離されるガスの濃度と電離を引き起こす極端紫外線強度の掛け算になります。 高度があまりたかいと、太陽からの極端紫外線の強さは充分強いのですが、電離される気体の密度が薄くなります。 そのため電離ガスはあまり作られません。逆に、高度が下がりすぎると、電離される気体の密度は高くなりますが、 極端紫外線は途中で吸収されてしまい、やはり電離ガスはつくられません。その結果、地上から約200kmの高さに 電離生成のピークができます。電離ガスは拡散して、最終的に300km付近に電離圏の最も濃くなる領域が出現します。

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