Причина крушения AIRBUS A321 рейса 7К9268 «Когалымавиа»

К ионосфере относится область атмосферы выше 50 км, содержащая заряженные частицы. Особенностью атмосферы выше 60-80 км является ее ионизация, т. е. процесс образования большого количества электрически заряженных частиц – ионов. Положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы называются ионами. Ионы и свободные электроны делают газ проводником электричества. Менее всего изучены высокие слои атмосферы. Современное понимание атмосферного электричества в начале XX века в физику внес Вильсон (C.T.R. Wilson). Он обнаружил наличие ионов в атмосфере и показал, что Земля заряжена отрицательно, а космические лучи вызывают разрядку планеты. Ранее предполагали, что верхняя граница атмосферы находится на высоте около 1000 км. Представление ученых о ионосфере Земли изменилось, после запуска искусственных спутников на орбиту. Результаты исследований показали, что околоземное пространство заполнено заряженными частицами. На основе торможения искусственных спутников Земли было установлено, что на высотах 700–800 км в 1 см³ содержится до 160 тысяч положительных ионов атомного кислорода и азота.

В исследовании высоких слоев атмосферы и околоземного пространства используются данные, получаемые со спутников серии «Космос» и космических станций. Применение ракет, а позже спутников, позволило непосредственно измерить ионный состав и другие физические характеристики ионосферы на всех высотах. Установлено, что концентрация электронов nе в слоях распределена по высоте неравномерно: имеются области, где она достигает максимума. Таких слоев, расположенных на разных высотах, в ионосфере несколько, они не имеют резко выраженных границ. На высоте 60–470 км имеется сплошной массив ионизованного газа с отдельными неоднородностями. Ранее предполагалось, что в ионосфере имеются четыре основных ионизованных слоя: слой D (на высоте 50 км), на высотах 110–120 км находится слой Е ~ 100 км, слой F₁ (120–200 км) и слой F₂ (250–400 км). Средняя концентрация ионизованных частиц (электронов/см³): слой D – имеет концентрацию 10⁴, слой Е – 10⁵, слой F₁ – 5·10⁵, слой F₂ – 10⁶ [49]. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 857-ст введен в действие с 1 января 2020 г. межгосударственный стандарт «Ионосфера Земли» в качестве национального стандарта Российской Федерации [50]. Стандарт уточнил местоположение слоев.

Область F: часть ионосферы, расположенная над поверхностью Земли на высоте более 140 км.

Область Е: часть ионосферы, расположенная приблизительно между 90 и 140 км над поверхностью Земли.

Область D: часть ионосферы, расположенная приблизительно между 50 и 90 км над поверхностью Земли.

Слой F₂: верхний из двух ионизированных слоев, на которые может распадаться область F.

Слой F₁: нижний ионизированный слой из двух слоев, на которые может распадаться область F.

Слой E_S (спорадический): узкий, нерегулярно образующийся слой на высотах области Е.

Максимуму ионизации соответствует верхний слой (F₂). Положение ионосферных слоев и концентрация ионов в них все время меняются. Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений и достигает 1000 °С на высоте ~ 800 км. Электропроводность атмосферы зависит от степени ионизации газов. Проводимость ионосферы в 10¹² раз больше, чем у земной поверхности. В ионосфере различают две части: простирающуюся от мезосферы до высот порядка 1000 км и лежащую над нею внешнюю часть. На высоте около 2000-3000 км газы, постепенно разрежаясь, переходят в мировое пространство.

7. Электрические свойства горных пород

Твердую оболочку Земли (земную кору) слагают различные типы горных пород, состоящие из определенного сочетания минералов, в состав которых входят различные химические элементы. Земная кора больше чем на 98% сложена из элементов О, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, К. При этом свыше 80% составляют кислород, кремний и алюминий. В его центре находится ион кремния Si⁺⁴ , а в вершинах – ионы кислорода О^–2, которые создают четырехвалентный радикал [SiO₄]^–4. Частичная замена ионов кремния на трехвалентные ионы алюминия приводит к возникновению у такого соединения некоторого дополнительного отрицательного заряда. В земной коре минералы находятся, преимущественно, в кристаллическом состоянии, а незначительная часть – в аморфном [51].