Región F

La región F de la ionosfera alberga la capa F de ionización, también llamada capa Appleton-Barnett, en honor al físico inglés Edward Appleton y al físico neozelandés y el meteorólogo Miles Barnett. Al igual que con otros sectores ionosféricos, la 'capa' implica una concentración de plasma, mientras que 'región' es el volumen que contiene dicha capa. La región F contiene gases ionizados a una altura de alrededor de 150 a 800 km (100 a 500 millas) sobre el nivel del mar, lo que la ubica en la termosfera de la Tierra, una región caliente en la atmósfera superior, y también en la heterosfera. donde la composición química varía con la altura. En términos generales, la región F tiene la mayor concentración de electrones e iones libres en la atmósfera. Puede pensarse que comprende dos capas, las capas F1 y F2.

La región F está ubicada directamente sobre la región E (anteriormente la capa Kennelly-Heaviside) y debajo de la protonosfera. Actúa como un reflector fiable de las señales de radio HF ya que no se ve afectado por las condiciones atmosféricas, aunque su composición iónica varía con el ciclo de las manchas solares. Refleja las frecuencias incidentes normales en o por debajo de la frecuencia crítica (aproximadamente 10 MHz) y absorbe parcialmente las ondas de frecuencia más alta.

Capas F1 y F2

La capa F1 es el sector inferior de la capa F y existe entre 150 y 220 km (100 a 140 millas) sobre la superficie de la Tierra y solo durante el día. Está compuesto por una mezcla de iones moleculares O₂⁺ y NO⁺, e iones atómicos O⁺. Por encima de la región F1, el oxígeno atómico se convierte en el constituyente dominante porque las partículas más ligeras tienden a ocupar altitudes más altas por encima de la turbopausa (~100 km, 60 millas). Este oxígeno atómico proporciona los iones atómicos O⁺ que forman la capa F2. La capa F1 tiene aproximadamente 5 × 10⁵ e/cm³ (electrones libres por centímetro cúbico) al mediodía y una actividad mínima de manchas solares, y aumenta a aproximadamente 2 × 10⁶ e/cm³ durante la actividad máxima de manchas solares. La densidad cae por debajo de 10⁴ e/cm³ por la noche.

• El F₁ capa se fusiona en el F₂ capa por la noche.
• Aunque bastante regular en sus características, no es observable en todas partes o en todos los días. La capa reflectante principal durante el verano para caminos de 2.000 a 3.500 km (1200 a 2200 millas) es la F₁ capa. Sin embargo, esto depende de la frecuencia de una señal propagante. La densidad de electrones de capa E y MUF resultante, frecuencia máxima usable, durante períodos de alta actividad solar puede refractar y así bloquear señales de hasta unos 15 MHz de llegar a las regiones F1 y F2, con el resultado de que las distancias son mucho más cortas de lo posible con refracción de las regiones F1 y F2. Pero las señales de radiación-ángulo extremadamente bajas (menos de aproximadamente 6 grados) pueden alcanzar distancias de 3000 km (1900 millas) a través de las refracciones de la región E.
• El F₂ La capa existe de aproximadamente 220 a 800 km (140 a 500 millas) sobre la superficie de la Tierra. El F₂ capa es la capa reflectante principal para comunicaciones HF durante el día y la noche. La distancia limitada al horizonte para un solo paso F₂ La propagación es generalmente alrededor de 4.000 km (2500 millas). El F₂ capa tiene alrededor de 10⁶ e/cm³. Sin embargo, las variaciones son generalmente grandes, irregulares y especialmente pronunciadas durante tormentas magnéticas. El comportamiento de la capa F está dominado por los vientos termoesféricos complejos.

Uso en comunicación por radio

Las frecuencias de la capa

F₂ críticas son las que no atravesarán la capa F₂. En condiciones atmosféricas poco comunes, puede ocurrir la propagación F2, lo que da como resultado que las señales de radio FM y televisión VHF se reciban a grandes distancias, mucho más allá del área de recepción normal de 40 a 100 millas (64 a 161 km).