یون‌ سپهر

یون‌سپهر یا یونوسفر یا به انگلیسی (Ionosphere) لایه منفردی نیست، بلکه مجموعه‌ای از چندین منطقه در اتمسفر زمین می باشد که در آن مناطق، اتم‌ها و همچنین مولکول‌های که دارای بار الکتریکی (یا اصطلاحا یونیزه شده) نسبتا بسیار فراوانند. پرتوهای شدید ایکس و فرابنفش خورشید، پیوسته با مولکول‌ها و اتم‌های گازی در اتمسفر های فوقانی زمین به طور کامل برخورد می‌کنند. در اثر این برخوردها بعضی الکترون‌ها از اتم‌های‌شان جدا می‌گردد که نتیجتا الکترون‌های آزاد و یون‌هایی با بار الکتریکی را ایجاد می‌کند. در ادامه به مبحث یون‌ سپهر می پردازیم. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوفیزیک، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس , مطالعات ژئوتکنيک ، آزمایشات درون چاهی ،‌ آزمایش مگنتومتری با شرکت آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

یون‌ سپهر

به اتم‌هایی که الکترون خود را از دست داده‌اند، یون می‌گویند. درنتیجه این فرآیند، هوا از حالت گاز به حالت پلاسما تغییر حالت می‌یابد (به گاز یونیزه شده، پلاسما گفته میشود). یون‌ها (دارای بار الکتریکی مثبت هستند) و نیز الکترون‌های آزاد (دارای بار الکتریکی منفی می باشند ) متحرک هستند و رفتاری متفاوت از رفتار اتم‌ها و مولکول‌های خنثی (بدون بار های الکتریکی) از خود بروز می‌دهند؛ برای نمونه دلیل می‌شوند تا هوا (که اینک از گاز به پلاسما تغییر فاز داده است) به رسانای الکتریکی قدرتمندی تبدیلگردد. مناطقی که تجمع یون‌ها و الکترون‌های آزاد در آن‌ها بسیار بیشتر است در ارتفاعات مختلفی از سطح زمین را ایجاد می‌ کند ، اما همه آن‌ها را در کنار هم یونوسفر می‌ گویند.

تعداد بخش های یونوسفر در اتمسفر زمین:

اتمسفر زمین سه قسمت یونوسفر اصلی و مهم دارد که آن‌ها را لایه D، لایه E و لایه F نام گذاری کرده اند. این سه منطقه مرزهای بسیار دقیقی را ندارند و ارتفاع‌شان نیز طی روزها و از فصلی به فصل دیگر نیز تغییر می‌کند. منطقه D کم‌ارتفاع‌ترین قسمت یونوسفر است که از ۶۰ یا ۷۰ کیلومتری از سطح زمین آغاز می‌شود و تا ارتفاع ۹۰ کیلومتری طول می‌یابد. یونوسفر بعدی منطقه E می باشد که از ارتفاع حدودا ۹۰ یا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین شروع می‌شود و تا ارتفاع ۱۲۰ یا ۱۵۰ کیلومتری نیز  ادامه می‌یابد. مرتفع‌ترین بخش یونوسفر نیز منطقه F است که از حدود ۱۵۰ کیلومتری از سطح زمین را آغاز می‌شود و گاهی تا ارتفاع ۵۰۰ کیلومتری نیز ادامه دارد .

تغییرات یونوسفر در شبانه‌روز:

وضعیت یونوسفر در روز بسیار متفاوت از وضعیت آن در شب می باشد. طی روز انرژی مستمریرا  حاصل از پرتوهای ایکس و فرابنفش خورشید الکترون‌ها را از اتم‌ها و مولکول‌ها کاملا جدا می‌کنند. نتیجتا انبوهی از یون‌ها و الکترون‌های آزاد نیز ایجاد می‌گردد. هم‌زمان برخی از یون‌ها و الکترون‌ها با یکدیگر برخورد می‌کنند و مجددا با هم ترکیب می‌ گردند و به‌شکل نخستین خود باز می‌گردند.

تغییرات فصلی یونوسفر:

علاوه بر تغییرات روزانه یونوسفر، این مناطق بسیارپیچیده جوی تغییرات فصلی و بلندمدت را نیز دارند. با انحراف محور عمودی زمین شدت نور آفتاب را در مناطق متفاوت زمین از فصلی به فصل دیگر تغییر می‌کند. و هرگاه عر‌ض‌های جغرافیایی متفاوت زمین گاهی گرم و گاهی خنک می‌شوند. همچنین با تغییر محل حداکثر تابش پرتوهای ایکس و فرابنفش خورشید در زمین، یونوسفر فصل به فصل کامل تغییر می‌کند. و این، میزان تشکیل یون‌ها و حرکت آن‌ها در نواحی متفاوت زمین را تغییر می‌دهد. تغییرات فصلی در ترکیب های شیمیایی اتمسفر نیز در این خصوص بسیار موثر است. و نرخ بازترکیب الکترون‌ها با اتم‌ها را که به کاهش یون‌ها در اتمسفر سبب می‌شود تغییر می‌دهد.

کاربردهای یونوسفر:

یونوسفر به‌ علت ویژگی‌های خود در حوزه ارتباطات کاربرد گسترده‌ و مهمی دارد. ضمنا همان‌طور که اشاره شد، وضعیت یونوسفر کاملا ثابت نیست و پیوسته تغییر می‌یابد. هر گاه باید مستمرا پایش شود تا در سامانه‌های ارتباطی اختلال ایجاد نگردد. در ادامه، به برخی از کاربردهای یونوسفر نیز اشاره می‌شود.

کاربرد یونوسفر در سامانه‌های ارتباطی:

پیش از آن‌که ارتباطات ماهواره‌ای کاملا رایج شود، اپراتورهای سامانه‌های ارتباطی رادیویی معمولا برای افزایش برد سیگنال‌های‌شان از یونوسفر کمک می‌گرفتند. امواج رادیویی عموما در مسیر های مستقیم پیش می‌روند، اما زمین کاملا کروی است. هرگاه  در مسافت های طولانی، برج فرستنده، برج گیرنده را نمی‌بیند. یعنی انحنای زمین، برد ارسال سیگنال‌های رادیویی به ایستگاه‌هایی که در راستای افق نیستند را کاملا محدود می‌کند. اما بعضی فرکانس‌های امواج رادیویی پس از برخورد با ذرات با بار الکتریکی در لایه‌های یونوسفر منعکس می‌گردند. با استفاده از این ویژگی یونوسفر، فرستنده می‌تواند امواج رادیویی را با زاویه مشخصی به یونوسفر بتاباند تا یونوسفر آن امواج را به نقطه موردنظر در زمین منعکس کند. بدینگونه می‌توان برد سیگنال‌های رادیویی را کاملا افزایش داد. ارتباطات پیشا‌ماهواره‌ای اغلب از این پدیده بهره می‌بردند تا امواج رادیویی را از آسمان منعکس کنند و برد سیگنال‌ها را به شدت زیاد افزایش دهند.

کاربرد یونوسفر در سامانه‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای :

ماهواره‌های سامانه موقعیت‌یاب ماهواره‌ای (مانند گلوناس، بایدو و جی‌پی‌اس) برای تشخیص محل از سیگنال‌های رادیویی بهره می‌برند. اگر سیگنال‌ها با عبور از مناطق یونوسفر خم شوند، دقت جی‌پی‌اس و… می‌تواند بسیار کاهش یابد و کم می شود. و باز، اگر فرکانس مورداستفاده چنان باشد که منطقه یونوسفر آن را تماما جذب کند، سیگنالی در زمین دریافت نمی‌ گردد . هر گاه برخی ارتباطات رادیویی مختل می‌شوند، زیرا سیگنال تضعیف شده یا کلا ارتباط قطع می‌شود. دانشمندان، با سنجش و تولید مستمر مدل‌های رایانه‌ای از یونوسفر به مسئولان ارتباطات رادیویی کاملا کمک می‌کنند تا میزان آسیب‌ها و خطاهای ارتباطی را به خوبی ارزیابی کنند.

خدمات شرکت ژئوفیزیک مانند: مطالعات ژئوفیزیک ، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس ، مطالعات ژئوتکنيک ، آزمایشات درون چاهی ، مطالعات الکترومغناطیس آزمایش مگنتومتری

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوفیزیک ، اکتشاف آب ، مطالعات GPR ، مطالعات لرزه نگاری ، آزمایش دانهول ،مطالعات ژئوالکتریک ، سونداژ ، مطالعات الکترومغناطیس، آزمایش مگنتومتری با شرکت آسیا ژئوفیزیک و ژئوتکنیکی تماس بگیرید.

اینستاگرام آسیا ژئوفیزیک

مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات لرزه نگاری – مطالعات GPR ، سونداژ – مطالعات ژئوتکنيک – آزمایشات درون چاهی – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – اکتشاف آب – مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات GPR – مطالعات الکترومغناطیس – مطالعات ژئوفیزیک – مطالعات GPR – مطالعات ژئوالکتریک – مطالعات الکترومغناطیس -مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوتکنيک- مطالعات ژئوتکنيک – مطالعات ژئوفیزیک- اکتشاف آب آزمایش مگنتومتری – آزمایش دانهول – آزمایشات درون چاهی – میدان گرانشی – آزمایش دانهول