전리층이라고 불리는 고밀도 분자 층과 전하를 띤 입자는 지구 표면 위 60 마일 (35 킬로미터)에서 시작하여 1,000 마일 (620 마일)을 넘어 뻗어 지구의 대기권에 매달려 있습니다. 대기층에 부유 입자 입자 위에서 나오는 태양 복사. 아래의 무선 신호는 전리층에서지면의 기기로 다시 반사됩니다. 전리층이 자기장과 겹치는 경우, 하늘은 볼 수 없을 정도로 화려한 조명 디스플레이에서 분출합니다.
전리층은 어디에 있습니까?
50 마일 (31 마일) 떨어진 메 스피어 (mesosphere)와 85 마일 (53 마일) 오른 열구를 포함하여 몇 개의 별개의 층이 지구 대기를 구성합니다. UCAR 과학 교육 센터에 따르면 전리층은 메조 스피어와 열권 내에 3 개의 섹션으로 구성되어 있으며 D, E 및 F 레이어로 표시되어 있습니다.
태양으로부터의 극 자외선과 X- 선은 대기의이 상부 영역을 공격하여 그 층 내에 보유 된 원자와 분자를칩니다. 강력한 방사선은 입자에서 음으로 하전 된 전자를 제거하여 입자의 전하를 변경합니다. 생성 된 자유 전자 구름과 하전 입자 (이온이라고 함)는 "이온 권"이라는 이름으로 이어졌습니다. 이온화 된 가스 또는 플라즈마는 밀도가 높은 중성 대기와 혼합됩니다.
전리층의 이온 농도는 지구에 작용하는 태양 복사량에 따라 다릅니다. 전리층은 낮에는 하전 입자와 함께 밀도가 높아지지만 하전 입자는 변위 전자와 재결합 할 때 밀도는 밤에 가라 앉습니다. NASA에 따르면이 일일주기 동안 전리층 전체가 나타나고 사라진다고한다. 태양 복사는 11 년 동안 변동하기 때문에 태양에 따라 해마다 더 많거나 적은 복사가 방출 될 수 있습니다.
폭발적인 태양 플레어와 태양풍 돌풍은 전리층에서 갑작스런 변화를 일으켜 높은 고도의 바람과 아래의 지구에서 발생하는 심한 기상 시스템으로 구성됩니다.
하늘을 밝게
태양의 뜨거운 표면은 하전 된 입자의 흐름을 방출하며, 이러한 흐름은 태양풍으로 알려져 있습니다. NASA의 마샬 우주 비행 센터 (Marshall Space Flight Center)에 따르면 태양풍은 초당 약 25km (40km)의 공간을 통과합니다. 지구의 자기장과 아래의 전리층에 도달하면 태양풍이 밤하늘에 오로라라는 다채로운 화학 반응을 일으켰습니다.
태양풍이 지구를 가로 질러 휘핑 할 때, 행성은 자기장 (magnetsphere)으로도 알려진 자기장 뒤에 보호되어 있습니다. 지구의 핵심에서 용철을 휘젓 음으로써 생성 된 자기권은 태양 광선을 어느 극으로 향하게 보냅니다. 그곳에서 하전 된 입자는 전리층에서 소용돌이 치는 화학 물질과 충돌하여 철자 오로라를 생성합니다.
과학자들은 Popular Mechanics에 따르면 태양 자체의 자기장이 지구의 약한 지구를 쫓아 내고 지구의 밤쪽으로 오로라를 이동시키는 것을 발견했습니다.
내셔널 지오그래픽 (National Geographic)에 따르면 북극과 남극권 근처에서 매일 밤 하늘을 가로 질러 오로라가 str 다. 오로라 보리 알리스와 오로라 오스트 랄리스로 알려진 화려한 빛의 커튼은 각각 지표면 위로 약 1,000km 떨어진 곳에 있습니다. 이온이 낮은 이온 권에서 산소 입자에 부딪 치면 오로라는 녹색 황색으로 빛납니다. 붉은 빛이 종종 오로라의 가장자리를 따라 꽃이 피고 보라색과 파란색도 야간 하늘에 나타납니다.
보스턴 대학의 지구 물리학자인 토시 니시무라 (Toshi Nishimura)는“오로라의 원인은 다소 알려져 있지만 완전히 해결되지는 않았다. 예를 들어 자주색과 같은 특정 유형의 오로라를 유발하는 것은 여전히 미스터리입니다. "
스티브는 누구입니까?
오로라를 넘어서, 전리층은 또한 다른 인상적인 빛의 쇼를 주최합니다.
Live Science의 자매 사이트 인 Space.com은 2016 년 시민 과학자들이 눈길을 끄는 현상을 발견했다고 설명했다. 흰색과 분홍빛이 도는 밝은 강이 캐나다를 통해 흐르며 대부분의 오로라보다 남쪽에 있습니다. 때때로, 초록색 대시가 믹스에 합류했습니다. 수수께끼의 조명은 애니메이션 영화 "Over the Hedge"에 경의를 표하며 Steve의 이름을 따서 "Strong Thermal Emission Velocity Enhancement"로 짧게 변경되었습니다.
뉴저지 공과 대학 (New Jersey Institute of Technology)의 우주 기상 과학자 인 가레스 페리 (Gareth Perry)는“우리는 수백 년 동안 오로라를 연구 해 왔지만 스티브가 무엇인지 설명 할 수 없었지만 여전히 설명 할 수 없었습니다. "이것은 방출과 성질이 우리가 적어도 전리층에서 관찰 한 다른 것과는 다르기 때문에 흥미 롭다."
지구 물리학 연구서 (Geophysical Research Letters) 저널의 2019 년 연구에 따르면, STEVE 내의 녹색 줄무늬는 하전 입자가 대기에 비가 내리면서 전통적인 오로라가 형성되는 방식과 유사하게 발전 할 수 있습니다. 그러나 STEVE에서, 전리층 내의 입자들이 충돌하여 그들 사이에서 열을 발생시킬 때 빛의 강이 빛나고있는 것 같습니다.
커뮤니케이션 및 탐색
전리층에서의 반응이 화려한 색조로 하늘을 칠하기도하지만, 무선 신호를 방해하고, 내비게이션 시스템을 방해하고 때로는 광범위한 정전을 일으킬 수 있습니다.
전리층은 10 메가 헤르츠 미만의 무선 전송을 반영하여 군, 항공사 및 과학자가 장거리에서 레이더 및 통신 시스템을 연결할 수 있습니다. 이 시스템은 거울처럼 전리층이 매끄러 울 때 가장 잘 작동하지만 플라즈마의 불규칙성으로 인해 중단 될 수 있습니다. GPS 전송은 전리층을 통과하므로 동일한 취약점이 있습니다.
Perry 교수는“지구의 큰 뇌우 또는 우주 기상 상황에서 전류는지면, 전기 그리드, 파이프 라인 등의 다른 전류를 유발하여 혼란을 초래할 수있다. 그러한 태양 폭풍 중 하나가 1989 년에 유명한 퀘벡 정전을 일으켰습니다. "30 년이 지난 지금도 우리의 전기 시스템은 여전히 그러한 사건에 취약합니다."
과학자들은 레이더, 카메라, 위성 연결 기기 및 컴퓨터 모델을 사용하여 전리층을 연구하여이 지역의 물리 화학적 역학을 더 잘 이해합니다. 이 지식으로 무장 한 사람들은 전리층의 붕괴를 더 잘 예측하고 아래에서 발생할 수있는 문제를 예방하기를 희망합니다.
