電離層環境及其影響

2024年3月14日發(作者：醫院發展規劃)

電離層環境及其影響

摘要：電離層是指位于地面約60km至1000km處的被電離了的大氣層。電子密度的

不均勻分布是電離層的重要特性之一，這種不均勻的密度分布的尺度為數米一數十公里量

級，亦稱為電離層不規則結構。電離層不規則結構會引起衛星電波閃爍，從而導致數據通

信線路、廣播、測距信號等的一時中斷或質量劣化。太陽事件、地磁活動等會引起電離層

電子密度的增大，電子密度增大將導致信號延遲增大，從而影響導航定位精度。

關鍵字：電離層 衛星 導航 飛行器

1引言

電離層（Ionosphere）是地球大氣的一個電離區域（如圖1所示）。60千米以上的整

個地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態，電離層是部分電離的大氣區域，完全電

離的大氣區域稱磁層。也有人把整個電離的大氣稱為電離層，這樣就把磁層看作電離層的

一部分。電離層從離地面約50公里開始一直伸展到約1000公里高度的地球高層大氣空域，

其中存在相當多的自由電子和離子，能使無線電波改變傳播速度，發生折射、反射和散射，

產生極化面的旋轉并受到不同程度的吸收

[1]

。

圖1 電離層位置示意圖

2電離層環境

大氣的電離主要是太陽輻射中紫外線和X射線所致。此外，太陽高能帶電粒子和銀河

宇宙射線也起相當 電離層知識的拓寬重要的作用。地球高層大氣的分子和原子，在太陽

紫外線、Χ射線和高能粒子的作用下電離，產生自由電子和正、負離子，形成等離子體區域

即電離層。電離層從宏觀上呈現中性。電離層的變化，主要表現為電子密度隨時間的變化。

而電子密度達到平衡的條件，主要取決于電子生成率和電子消失率。表1列出了電離層的

一些基本參數。

表1電離層基本參量數據

[2]