Як свідчить аналіз фізико-хімічних процесів атмосфери [27], максимальне надходження енергії спостерігається на висоті 50-60 км, що призводить до появи максимуму температури. Шар атмосфери від 50 до 80 км відноситься до мезосфери, де основними енергетичним процесом є променистий теплообмін. В мезосфері спостерігається падіння температури від ~290 до 160 К в точці мезопаузи. На висоті від 90 до 400 км розташована термосфера (див.рис.6.1). В ній відбуваються процеси поглинання і перетворення енергії короткохвильового і рентгенівського випромінювання, що зумовлює підвищення температури до ~2500 К з висотою від ~200 до 500 км. Значення температури залежить від часу доби і сонячної активності. Сонячне випромінювання впливає і на густину повітря в термосфері. Так, на висоті ~200 км густина повітря вдень в 1,5 – 2 рази вища, ніж вночі. При поглинанні квантів ультрафіолетового випромінювання Сонця з довжиною хвилі менше 10 мкм відбувається іонізація компонентів атмосфери, тому основні області іоносфери D, E, F 1 i F 2 розташовані в термосфері. Області D, E, F 1 i F 2 іоносфери характеризуються в залежності від висоти різною концентрацією електронів (від 10 до 10 6 ел/см 3 ), позитивних (Mg + , Fe + , Si + , H 3 O + , NO + , O 2 + , O + , H + , He + , N + ) та негативних (NO 3 – (H 2 O) n , HCO 3 - , SO x y- ( H 2 O) n ) іонів в одиниці об’єму. Область D поширюється до висоти 90 км. Для неї характерне збільшення концентрації електронів з 10 до 10 3 ел/см 3 вдень. Область Е знаходиться між 90 і 140 км і концентрація електронів в ній вища на два порядки (10 5 ел/см 3 ). В області F 1 на висоті біля 200 км вдень спостерігається максимальна концентрація електронів (~2,5·10 5 ел/см 3 ), яка відсутня вночі. Максимум електронної густини в області F2 припадає на 300 км. Вздовж траєкторії руху ракети з працюючим двигуном в іоносфері може утворюватись область пониженої концентрації електронів Ne, яка називається “дірою” (ionospheric hole). Основна причина її утворення у зовнішній іоносфері (в шарі F2 і вище) після вирівнювання тисків – дифузія продуктів згоряння та іонно- молекулярні реакції компонентів викиду (H 2 O, H 2 , CO 2 тощо) з іонами кисню О + . Молекулярні іони, що утворились, вступають в дисоціативну реакцію з електронами, що і приводить до швидкого зменшення Ne в іоносфері. На менших висотах основним фактором формування „діри“ на початковому етапі є заміщення іоносферного газу продуктами згоряння, які після вирівнювання тисків мають ступінь іонізації суттєво нижчий, ніж в навколишньому середовищі. На наступному етапі основними стають процеси дифузії і хімічні реакції. Як свідчать результати досліджень КА “Спейс-Шаттл”, в профілі Ne(h) утворюється діра, розмір якої через ~14с після початку роботи двигунів по вертикалі досягає ~20 км, при цьому концентрація електронів в ній скоротилась до 50 % від фонової. До 25-ї секунди мінімальне значення Ne в “дірі” упало до 20 % від фонового. Через ~1,5 хвилини Ne в “дірі” зросла до 10 5 см -3 і залишилась далі незмінною. Хмара продуктів згоряння розпливалась вздовж геомагнітного поля і повільно переміщувалась вниз із швидкістю ~84 м/с. Опускання хмари пов’язане з переносом на південь слабоіонізованої плазми продуктів згоряння нейтральним вітром із швидкістю ~(40-30) м/с. Поперек силових ліній геомагнітного поля продукти викиду дрейфували із швидкістю ~36 м/с.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Зміни в іоносфері під впливом РКТ» з дисципліни «Екологія, авіація і космос»
