Антропогенное воздействие на околоземное пространство

Всё больше накапливается научных данных, свидетельствующих о том, что технопреобразование окружающей среды распространяется не только на нижние части атмосферы, но и на более удалённые от поверхности Земли части околоземного пространства — ионосферу и магнитосферу.

В первую очередь это касается промышленного изменения природного электромагнитного функционирования указанных сфер. Несмотря на слабую изученность функционального значения плазменных оболочек Земли для климата и биосферы, известно, что промышленные системы уже глубоко изменяют режим геомагнитных процессов, преобразуют динамику частиц в ионосфере и магнитосфере. Становится всё более очевидным факт перехода за критический уровень глубины и интенсивности антропогенного воздействия на околоземное пространство. Этот переход Земли в другое геофизическое качество не может не замечаться компенсаторными механизмами электромагнитной структуры Солнечной системы.

Дополнительные техностимуляции высыпания высокоэнергичных частиц полностью изменили мировую карту радиационной обстановки в верхней атмосфере. Неоднократно регистрировалось усиленное высыпание электронов (с энергией до сотен килоэлектроновольт) над Северной Америкой (между 75° и 105° з.д.), вызывавшееся активностью промышленных электросистем. Причём постоянно отмечается, что высыпание в урбанизированных районах северного полушария (более цивилизованного) во много раз интенсивнее, чем в таковых же южного, и на порядок превосходит уровень в ненаселённых областях. Таким образом, промышленно генерируемые излучения перекраивают радиационную обстановку верхней атмосферы, вызывая искусственные электромагнитные процессы типа «эффекта выходных дней», когда за счёт снижения промышленного электропотребления понижается и уровень ЛЭП-излучений, что приводит к наращиванию геомагнитной активности.

Ионосфера

С точки зрения вертикальных электромагнитных энергоперетоков, атмосфера играет роль то «проводника», то «изолятора». Лежащая над ней ионосферапребывает всё время в роли проводника и, более того, состояние ионосферы создаёт режим общепланетарной радиосвязи.

Нижней своей границей ионосфера заходит в мезосферу, то есть начинается ещё в пределах нижележащей газоплазменной оболочки Земли — атмосферы, эта граница расположена на высоте около 50 км.

По своему составу ионосфера характеризуется относительно высокой концентрацией положительных молекулярных и атомных ионов и свободных электронов. Положительные ионы и электроны вместе с нейтральными частицами образуют ионизированную плазму с большой электропроводностью.

Ионосфера по вертикали делится на несколько слоёв, каждый из которых имеет свои особенности.

Нижний D-слой ионосферы расположен на высотах 50–85 км (по данным климатологов, 60–110 км) от уровня океана, то есть приурочен к мезосфере. Выражен не постоянно, так как образуется периодически в определённые интервалы суток и года, в частности, ночью ионизация почти исчезает. В этом слое преобладают ионы кислорода и азота. Он отражает длинные радиоволны (в несколько километров) и поглощает короткие радиоволны (в диапазоне 30–50 м). Таким образом D-слой является активным «участником» радиосвязи.

Над ним на высотах 85–140 км (по данным климатологов, 110–140 км) располагается Е-слой ионосферы. Это постоянный слой во времени и пространстве и охватывает весь земной шар; время от времени в нём образуются отдельные «линзы» с очень большим повышением ионов и электронов, преобладают молекулярные ионы кислорода и азота. В этом слое максимум концентрации электронов (до »2•10⁵ на 1 см²); ночью концентрация электроионов убывает в 100 раз.

Далее следуют слои F₁ и F₂ на высотах от 140 до 500 км. Из них нижний слой F₁ образуется периодически в определённые интервалы суток и года (подобно слою D). В нём преобладают атомные ионы кислорода. Слой F₁ «ответственен» за распространение коротких волн.

В слое F₂ временами возникают отдельные «линзы» (как и в слое Е). В нём появляются ионы гелия и водорода (протоны). Этот слои «управляет» распространением радиоволн (в диапазоне 10–200 м). В нём концентрация электронов достигает нескольких миллионов на 1 см³.

Концентрация электронов выше указанных слоёв медленно убывает. Над F-слоями располагается верхняя ионосфера, которая прослеживается примерно до высоты около 700 км.