आयनमंडल: Difference between revisions
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आयनमंडल ({{IPAc-en|aɪ|ˈ|ɒ|n|ə|ˌ|s|f|ɪər}}){{refn|{{cite encyclopedia |last=Jones |first=Daniel |author-link=Daniel Jones (phonetician) |title=ionosphere |encyclopedia=English Pronouncing Dictionary |editor1=Peter Roach |editor2=James Hartmann |editor3=Jane Setter |location=[[Cambridge]] |publisher=[[Cambridge University Press]] |orig-year=1917 |year=2003 |isbn=978-3-12-539683-8}}}}{{refn|{{cite Merriam-Webster|ionosphere}}}} पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल का [[आयनीकरण|आयनित]] भाग है, [[समुद्र तल से ऊँचाई|समुद्र तल से]] लगभग {{cvt|48|km|mi}} से {{cvt|965|km|mi}} [[समुद्र तल से ऊँचाई|ऊपर]],<ref>{{cite web |last=Zell|first=Holly |title=पृथ्वी की वायुमंडलीय परतें|url=https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/science/atmosphere-layers2.html |publisher=NASA |date=2 March 2015 |access-date=2020-10-23}}</ref> एक ऐसा क्षेत्र जिसमें [[बाह्य वायुमंडल]] और [[मीसोस्फीयर|मध्यमंडल]] और [[बहिर्मंडल]] के हिस्से समिलित हैं। आयनमंडल [[सौर विकिरण]] द्वारा आयनित होता है। यह [[वायुमंडलीय बिजली]] में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और [[चुंबकमंडल]] के अंदरूनी किनारे का निर्माण करता है। इसका व्यावहारिक महत्व है क्योंकि, अन्य कार्यों के बीच, यह पृथ्वी पर दूर के स्थानों में रेडियो प्रसार को प्रभावित करता है।<ref name=rawer>{{cite book |first=K.|last=Rawer |title=आयनमंडल में तरंग प्रसार|publisher=[[Springer Science+Business Media|Kluwer Academic]] |location=[[Dordrecht]] |year=1993 |isbn=0-7923-0775-5}}</ref> यह इस परत के माध्यम से यात्रा करने वाले [[जीपीएस सिग्नल|जीपीएस]] संकेतों को भी प्रभावित करता है। | आयनमंडल ({{IPAc-en|aɪ|ˈ|ɒ|n|ə|ˌ|s|f|ɪər}}){{refn|{{cite encyclopedia |last=Jones |first=Daniel |author-link=Daniel Jones (phonetician) |title=ionosphere |encyclopedia=English Pronouncing Dictionary |editor1=Peter Roach |editor2=James Hartmann |editor3=Jane Setter |location=[[Cambridge]] |publisher=[[Cambridge University Press]] |orig-year=1917 |year=2003 |isbn=978-3-12-539683-8}}}}{{refn|{{cite Merriam-Webster|ionosphere}}}} पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल का [[आयनीकरण|आयनित]] भाग है, [[समुद्र तल से ऊँचाई|समुद्र तल से]] लगभग {{cvt|48|km|mi}} से {{cvt|965|km|mi}} [[समुद्र तल से ऊँचाई|ऊपर]],<ref>{{cite web |last=Zell|first=Holly |title=पृथ्वी की वायुमंडलीय परतें|url=https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/science/atmosphere-layers2.html |publisher=NASA |date=2 March 2015 |access-date=2020-10-23}}</ref> एक ऐसा क्षेत्र जिसमें [[बाह्य वायुमंडल]] और [[मीसोस्फीयर|मध्यमंडल]] और [[बहिर्मंडल]] के हिस्से समिलित हैं। आयनमंडल [[सौर विकिरण]] द्वारा आयनित होता है। यह [[वायुमंडलीय बिजली]] में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और [[चुंबकमंडल]] के अंदरूनी किनारे का निर्माण करता है। इसका व्यावहारिक महत्व है क्योंकि, अन्य कार्यों के बीच, यह पृथ्वी पर दूर के स्थानों में रेडियो प्रसार को प्रभावित करता है।<ref name=rawer>{{cite book |first=K.|last=Rawer |title=आयनमंडल में तरंग प्रसार|publisher=[[Springer Science+Business Media|Kluwer Academic]] |location=[[Dordrecht]] |year=1993 |isbn=0-7923-0775-5}}</ref> यह इस परत के माध्यम से यात्रा करने वाले [[जीपीएस सिग्नल|जीपीएस]] संकेतों को भी प्रभावित करता है। | ||
[[File:Atmosphere with Ionosphere.svg|thumb|upright=1.65|वायुमंडल और आयनमंडल का संबंध]] | |||
==आविष्कार का इतिहास== | |||
1839 के प्रारम्भ में, जर्मन गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी [[कार्ल फ्रेडरिक गॉस]] ने कहा था कि वायुमंडल का एक विद्युत प्रवाहकीय क्षेत्र पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के देखे गए बदलावों के लिए उत्तरदायी हो सकता है।<ref>{{cite book |last1=Gauss |first1=Carl Friedrich |editor1-last=Gauss |editor1-first=Carl Friedrich |editor2-last=Weber |editor2-first=Wilhelm |title=Resultate aus den Beobachtungen des Magnetischen Vereins im Jahre 1838 |trans-title=Findings from the Observations of the Magnetic Society in the Year 1838 |date=1839 |publisher=Weidmanns' Bookshop |location=Leipzig, (Germany) |pages=1–57 |url=https://books.google.com/books?id=TYI5AAAAcAAJ&pg=PA50 |language=German |chapter=Allgemeine Theorie des Erdmagnetismus [General theory of terrestrial magnetism]}} Gauss speculated that magnetic forces might be generated not only by electrical currents flowing through the Earth's interior but also by some sort of electrical current(s) flowing through the atmosphere. From p. 50: ''"§ 36. Ein anderer Theil unserer Theorie, über welchen ein Zweifel Statt finden kann, ist die Voraussetzung, … zu untersuchen , wie die aus denselben hervorgehende magnetische Wirkung auf der Erdoberfläche sich gestalten würde."'' (Another part of our theory about which doubt may arise is the assumption that the agents of terrestrial magnetic force have their source exclusively in the interior of the Earth. If the immediate causes [of terrestrial magnetism] should be sought entirely or in part outside [the Earth's intererrestrial Magnetism – a revised translation of the German text |journal=History of Geo- and Space Sciences |date=2014 |volume=5 |issue=1 |pages=11–62|doi=10.5194/hgss-5-11-2014 |bibcode=2014HGSS....5...11G |doi-access=free }}</ref> साठ साल बाद, [[गुग्लिल्मो मार्कोनी]] ने 12 दिसंबर, 1901 को सेंट जॉन्स, न्यूफाउंडलैंड (अब [[कनाडा]] में) में स्वीकृति के लिए {{convert|152.4|m|ft|abbr=on}} पतंग-समर्थित स्पृशा का उपयोग करके पहला अटलांटिक पार का रेडियो सिग्नल प्राप्त किया। [[पसंद]], कॉर्नवॉल में प्रसारण केंद्र ने [[स्पार्क-गैप ट्रांसमीटर|कुछ दूरी के प्रेषक]] का उपयोग लगभग 500 [[किलोहर्ट्ज|किलोहर्ट्ज़]] की [[आवृत्ति]] और पहले उत्पादित किसी भी रेडियो सिग्नल की तुलना में 100 गुना अधिक की आवृत्ति के साथ सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया था। प्राप्त संदेश तीन अंकों का था, S अक्षर के लिए [[मोर्स कोड]]। न्यूफाउंडलैंड तक पहुंचने के लिए सिग्नल को आयनमंडल से दो बार टकरा कर लौटना होगा। लेकिन, डॉ. [[जैक बेलरोज़]] ने सैद्धांतिक और प्रायोगिक कार्य के आधार पर इसका विरोध किया है।<ref>John S. Belrose, "[http://www.ieee.ca/millennium/radio/radio_differences.html Fessenden and Marconi: Their Differing Technologies and Transatlantic Experiments During the First Decade of this Century] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090123214652/http://www.ieee.ca/millennium/radio/radio_differences.html |date=2009-01-23 }}". International Conference on 100 Years of Radio, 5–7 September 1995.</ref> लेकिन, मारकोनी ने एक साल बाद ग्लेस बे, नोवा स्कोटिया में अटलांटिक पार बेतार संचार प्राप्त किया।<ref>{{Cite journal|title=मार्कोनी और रेडियो का इतिहास|journal=IEEE Antennas and Propagation Magazine|volume=46}}</ref> | |||
1902 में, [[ओलिवर हीविसाइड]] ने आयनमंडल की केनेली-हेविसाइड परत के अस्तित्व का प्रस्ताव रखा, जिस पर उनका नाम है।<ref>{{cite encyclopedia | last = Heaviside | first = Oliver | title = टेलीग्राफी|encyclopedia= Encyclopaedia Britannica |year=1902 | edition = 10th | volume = 33 | pages = 213–235 | url = https://digital.nls.uk/encyclopaedia-britannica/archive/193470565#?c=0&m=0&s=0&cv=238&xywh=2459%2C398%2C2561%2C2108 }} Speaking of wireless telegraphy, Heaviside speculated about the propagation of Hertzian (radio) waves through the atmosphere. From p. 215: "There may possibly be a sufficiently conducting layer in the upper air. If so, the waves will, so to speak, catch on to it more or less. Then the guidance will be the sea on one side and the upper layer on the other."</ref> हीविसाइड के प्रस्ताव में वे साधन समिलित हैं जिनके द्वारा रेडियो संकेतों को पृथ्वी की वक्रता के चारों ओर प्रसारित किया जाता है। इसके अतिरिक्त 1902 में, [[आर्थर एडविन केनेली]] ने आयनमंडल के कुछ रेडियो-विद्युत गुणों का आविष्कार किया।<ref>{{cite journal |last1=Kennelly |first1=A.E. |title=पृथ्वी के वायुमंडल के विद्युत प्रवाहकीय संस्तरों के उत्थान पर|journal=The Electrical World and Engineer |date=15 March 1902 |volume=39 |issue=11 |page=473 |url=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015048964426&view=1up&seq=497&skin=2021}}</ref> | |||
[[ | 1912 में, अमेरिकी कांग्रेस ने [[शौकिया रेडियो ऑपरेटरों|अव्यवसायी रेडियो संचालक]] पर [[1912 का रेडियो अधिनियम]] लागू किया, जिससे उनके संचालन को 1.5 मेगाहर्ट्ज (तरंग दैर्ध्य 200 मीटर या उससे कम) से अधिक आवृत्तियों तक सीमित कर दिया गया। सरकार ने सोचा कि वे आवृत्तियाँ अनुपयोगी थीं। इसने 1923 में आयनमंडल के माध्यम से एच.एफ रेडियो प्रसार का आविष्कार किया।<ref>[https://worldradiohistory.com/BOOKSHELF-ARH/On-The-Short-Waves.pdf worldradiohistory.com: Broadcast listening in the pioneer days of radio on the short waves, 1923 1945 Jerome S. Berg] Quote: "...In addition to having to obtain licenses - a constraint to which they adapted only slowly - the amateurs were, with some exceptions, restricted to the range below 200 meters (that is, above 1500 kc.), bands that were largely unexplored and thought to be of little value. The navy attributed most interference to the amateurs, and was happy to see them on the road to a hoped - for extinction. From the amateurs' point of view, their development of the shortwave spectrum began less as a love affair than a shotgun marriage. However, all that would change...It took several years before experimenters ventured above 2-3 mc. and started to understand such things as shortwave propagation and directionality. The short waves, as they were called, were surrounded with mystery...Also in 1928 Radio News publisher Hugo Gernsback began shortwave broadcasting on 9700 kc. from his station, WRNY, New York, using the call W2XAL. "A reader in New South Wales, Aus- tralia," reported Gernsback, "writes us that while he was writing his letter he was listening to WRNY's short-wave transmitter, 2XAL, on a three-tube set; and had to turn down the volume, otherwise he would wake up his family. All this at a distance of some 10,000 miles! Yet 2XAL ...uses less than 500 watts; a quite negligible amount of power. "6...The 1930s were the golden age of shortwave broadcasting...Shortwave also facilitated communication with people in remote areas. Amateur radio became a basic ingredient of all expeditions...The term shortwave was generally taken to refer to anything above 1.5 mc., without upper limit...", [https://web.archive.org/web/20210703104647/https://worldradiohistory.com/BOOKSHELF-ARH/On-The-Short-Waves.pdf backup]</ref> | ||
1926 में, स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी [[रॉबर्ट वाटसन-वाट]] ने 1969 में [[ प्रकृति (पत्रिका) |प्रकृति (पत्रिका)]] में प्रकाशित एक पत्र में आयनमंडल शब्द की प्रस्तुत की:<ref>The letter, dated 8 November 1926, was addressed to the Secretary | |||
1926 में, स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी [[रॉबर्ट वाटसन-वाट]] ने 1969 में [[ प्रकृति (पत्रिका) ]] में प्रकाशित एक पत्र में आयनमंडल शब्द की | |||
of the Radio Research Board. | of the Radio Research Board. | ||
* | *The letter was quoted in: {{cite journal |last1=Gardiner |first1=G. W. |title=Origin of the term Ionosphere |journal=Nature |date=13 December 1969 |volume=224 |issue=5224 |page=1096|doi=10.1038/2241096a0 |bibcode=1969Natur.224.1096G |s2cid=4296253 |doi-access=free }} | ||
* | *See also: {{cite journal |last1=Ratcliffe |first1=J.A. |title=Robert Alexander Watson-Watt |journal=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society |date=1975 |volume=21 |pages=549–568}} See p. 554.</ref> | ||
{{Quotation| | {{Quotation|हमने हाल के वर्षों में 'समताप मंडल' शब्द ..और साथी शब्द 'क्षोभमंडल'... को सार्वभौमिक रूप से अपनाते हुए देखा है शब्द 'आयनमंडल', उस क्षेत्र के लिए जिसमें मुख्य विशेषता काफी अवकृष्ट मुक्त पथों के साथ बड़े पैमाने पर आयनीकरण है, इस श्रृंखला के अतिरिक्त के रूप में उचित प्रतीत होता है।}} | ||
1930 के दशक की | 1930 के दशक की प्रारम्भ में, [[रेडियो लक्ज़मबर्ग]] के परीक्षण प्रसारण ने अनजाने में आयनमंडल के पहले रेडियो संशोधन का प्रमाण प्रदान किया; [[HAARP]] ने 2017 में इसी नाम के लक्ज़मबर्ग-गोर्की प्रभाव का उपयोग करते हुए प्रयोगों की एक श्रृंखला चलाई।<ref name="Gakona HAARPoon 2017">{{cite web |url=https://sites.google.com/alaska.edu/gakonahaarpoon/operations-news |title=Gakona HAARPoon 2017 |date=2017-02-19 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170220175950/https://sites.google.com/alaska.edu/gakonahaarpoon/operations-news |archive-date=2017-02-20 }}</ref> | ||
एडवर्ड वी. एपलटन को 1947 में आयनमंडल के अस्तित्व की पुष्टि के लिए 1927 में [[नोबेल पुरस्कार]] से सम्मानित किया गया था। [[लॉयड बर्कनर]] ने सबसे पहले आयनमंडल की ऊंचाई और घनत्व को मापा। इसने शॉर्ट-वेव रेडियो प्रचार के पहले पूर्ण सिद्धांत की अनुमति दी। मौरिस वी. विल्क्स और जे.ए. रैटक्लिफ ने आयनमंडल में बहुत लंबी रेडियो तरंगों के रेडियो प्रसार के विषय पर शोध किया। [[विटाली गिन्ज़बर्ग]] ने आयनमंडल जैसे प्लास्मा में विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार का एक सिद्धांत विकसित किया है। | एडवर्ड वी. एपलटन को 1947 में आयनमंडल के अस्तित्व की पुष्टि के लिए 1927 में [[नोबेल पुरस्कार]] से सम्मानित किया गया था। [[लॉयड बर्कनर]] ने सबसे पहले आयनमंडल की ऊंचाई और घनत्व को मापा। इसने शॉर्ट-वेव रेडियो प्रचार के पहले पूर्ण सिद्धांत की अनुमति दी। मौरिस वी. विल्क्स और जे.ए. रैटक्लिफ ने आयनमंडल में बहुत लंबी रेडियो तरंगों के रेडियो प्रसार के विषय पर शोध किया। [[विटाली गिन्ज़बर्ग]] ने आयनमंडल जैसे प्लास्मा में विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार का एक सिद्धांत विकसित किया है। | ||
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==आयनीकरण की परतें== | ==आयनीकरण की परतें== | ||
[[File:Ionosphere Layers en.svg|thumb|upright=1.4|आयनमंडलीय परतें।]]रात में एफ परत महत्वपूर्ण आयनीकरण की एकमात्र परत होती है, जबकि ई और डी परतों में आयनीकरण बेहद कम होता है। दिन के दौरान, डी और ई परतें बहुत अधिक आयनित हो जाती हैं, जैसा कि एफ परत करती है, जो आयनीकरण के एक अतिरिक्त, कमजोर क्षेत्र को विकसित करती है जिसे एफ के रूप में जाना जाता है।{{sub|1}} परत। एफ{{sub|2}} परत दिन और रात तक बनी रहती है और रेडियो तरंगों के अपवर्तन और प्रतिबिंब के लिए | [[File:Ionosphere Layers en.svg|thumb|upright=1.4|आयनमंडलीय परतें।]]रात में एफ परत महत्वपूर्ण आयनीकरण की एकमात्र परत होती है, जबकि ई और डी परतों में आयनीकरण बेहद कम होता है। दिन के दौरान, डी और ई परतें बहुत अधिक आयनित हो जाती हैं, जैसा कि एफ परत करती है, जो आयनीकरण के एक अतिरिक्त, कमजोर क्षेत्र को विकसित करती है जिसे एफ के रूप में जाना जाता है।{{sub|1}} परत। एफ{{sub|2}} परत दिन और रात तक बनी रहती है और रेडियो तरंगों के अपवर्तन और प्रतिबिंब के लिए उत्तरदायी मुख्य क्षेत्र है। | ||
[[File:Ionospheric layers from night to day.png|thumb|आयनमंडलीय उप-परतें रात-दिन अपनी अनुमानित ऊंचाई दर्शाती हैं]] | [[File:Ionospheric layers from night to day.png|thumb|आयनमंडलीय उप-परतें रात-दिन अपनी अनुमानित ऊंचाई दर्शाती हैं]] | ||
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===डी परत=== | ===डी परत=== | ||
डी परत सबसे भीतरी परत है, {{convert|48|km|mi|abbr=on}} को {{convert|90|km|mi|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। यहां आयोनाइजेशन 121.6 [[नैनोमीटर]] (एनएम) आयनाइजिंग [[नाइट्रिक ऑक्साइड]] (एनओ) के तरंग दैर्ध्य पर लाइमैन श्रृंखला-अल्फा हाइड्रोजन विकिरण के कारण है। इसके | डी परत सबसे भीतरी परत है, {{convert|48|km|mi|abbr=on}} को {{convert|90|km|mi|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। यहां आयोनाइजेशन 121.6 [[नैनोमीटर]] (एनएम) आयनाइजिंग [[नाइट्रिक ऑक्साइड]] (एनओ) के तरंग दैर्ध्य पर लाइमैन श्रृंखला-अल्फा हाइड्रोजन विकिरण के कारण है। इसके अतिरिक्त, सोलर फ्लेयर्स हार्ड एक्स-रे (वेवलेंथ {{nowrap|< 1 nm}}) जो N को आयनित करता है{{sub|2}} और ओ{{sub|2}}. डी परत में पुनर्संयोजन दर अधिक होती है, इसलिए आयनों की तुलना में कई अधिक तटस्थ वायु अणु होते हैं। | ||
मध्यम आवृत्ति (एमएफ) और कम उच्च आवृत्ति (एचएफ) [[रेडियो तरंग]]ें डी परत के भीतर महत्वपूर्ण रूप से क्षीण होती हैं, क्योंकि गुजरने वाली रेडियो तरंगें इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने का कारण बनती हैं, जो तब तटस्थ अणुओं से टकराती हैं, जिससे उनकी ऊर्जा निकल जाती है। कम आवृत्तियाँ अधिक अवशोषण का अनुभव करती हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों को आगे ले जाती हैं, जिससे टकराव की संभावना अधिक होती है। यह [[आयनमंडलीय अवशोषण]] का मुख्य कारण है, विशेष रूप से 10 मेगाहर्ट्ज और उससे कम पर, उच्च आवृत्तियों पर उत्तरोत्तर कम अवशोषण के साथ। यह प्रभाव दोपहर के आसपास चरम पर होता है और रात में डी परत की मोटाई में कमी के कारण कम हो जाता है; [[ब्रह्मांडीय किरणों]] के कारण केवल एक छोटा सा हिस्सा बचा है। कार्रवाई में डी परत का एक सामान्य उदाहरण दिन के समय दूर के एएम [[प्रसारण बैंड]] स्टेशनों का गायब होना है। | मध्यम आवृत्ति (एमएफ) और कम उच्च आवृत्ति (एचएफ) [[रेडियो तरंग]]ें डी परत के भीतर महत्वपूर्ण रूप से क्षीण होती हैं, क्योंकि गुजरने वाली रेडियो तरंगें इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने का कारण बनती हैं, जो तब तटस्थ अणुओं से टकराती हैं, जिससे उनकी ऊर्जा निकल जाती है। कम आवृत्तियाँ अधिक अवशोषण का अनुभव करती हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों को आगे ले जाती हैं, जिससे टकराव की संभावना अधिक होती है। यह [[आयनमंडलीय अवशोषण]] का मुख्य कारण है, विशेष रूप से 10 मेगाहर्ट्ज और उससे कम पर, उच्च आवृत्तियों पर उत्तरोत्तर कम अवशोषण के साथ। यह प्रभाव दोपहर के आसपास चरम पर होता है और रात में डी परत की मोटाई में कमी के कारण कम हो जाता है; [[ब्रह्मांडीय किरणों]] के कारण केवल एक छोटा सा हिस्सा बचा है। कार्रवाई में डी परत का एक सामान्य उदाहरण दिन के समय दूर के एएम [[प्रसारण बैंड]] स्टेशनों का गायब होना है। | ||
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{{main|Kennelly–Heaviside layer}} | {{main|Kennelly–Heaviside layer}} | ||
केनेली-हैविसाइड परत मध्य परत है, {{convert|90|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} को {{convert|150|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। आयनीकरण नरम एक्स-रे (1-10 एनएम) और दूर पराबैंगनी (यूवी) आणविक [[ऑक्सीजन]] (ओ) के सौर विकिरण आयनीकरण के कारण होता है{{sub|2}}). आम तौर पर, तिरछी घटना पर, यह परत केवल 10 मेगाहर्ट्ज से कम आवृत्तियों वाली रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित कर सकती है और ऊपर की आवृत्तियों पर अवशोषण में थोड़ा योगदान दे सकती है। | केनेली-हैविसाइड परत मध्य परत है, {{convert|90|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} को {{convert|150|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। आयनीकरण नरम एक्स-रे (1-10 एनएम) और दूर पराबैंगनी (यूवी) आणविक [[ऑक्सीजन]] (ओ) के सौर विकिरण आयनीकरण के कारण होता है{{sub|2}}). आम तौर पर, तिरछी घटना पर, यह परत केवल 10 मेगाहर्ट्ज से कम आवृत्तियों वाली रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित कर सकती है और ऊपर की आवृत्तियों पर अवशोषण में थोड़ा योगदान दे सकती है। लेकिन, तीव्र [[छिटपुट ई]] घटनाओं के दौरान, ई{{sub|s}} परत 50 मेगाहर्ट्ज और उससे अधिक की आवृत्तियों को प्रतिबिंबित कर सकती है। ई परत की ऊर्ध्वाधर संरचना मुख्य रूप से आयनीकरण और पुनर्संयोजन के प्रतिस्पर्धी प्रभावों से निर्धारित होती है। रात में ई परत कमजोर हो जाती है क्योंकि आयनीकरण का प्राथमिक स्रोत अब मौजूद नहीं है। सूर्यास्त के बाद ई परत की ऊंचाई में अधिकतम वृद्धि उस सीमा को बढ़ा देती है जिस तक रेडियो तरंगें परत से प्रतिबिंब द्वारा यात्रा कर सकती हैं। | ||
इस क्षेत्र को केनेली-हेविसाइड परत या केवल हीविसाइड परत के रूप में भी जाना जाता है। इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी 1902 में स्वतंत्र रूप से और लगभग एक साथ अमेरिकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर आर्थर एडविन केनेली (1861-1939) और ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी ओलिवर हेविसाइड (1850-1925) द्वारा की गई थी। 1924 में एडवर्ड वी. एपलटन और [[माइल्स आयलर फुल्टन बार्नेट]] द्वारा इसके अस्तित्व का पता लगाया गया था। | इस क्षेत्र को केनेली-हेविसाइड परत या केवल हीविसाइड परत के रूप में भी जाना जाता है। इसके अस्तित्व की भविष्यवाणी 1902 में स्वतंत्र रूप से और लगभग एक साथ अमेरिकी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर आर्थर एडविन केनेली (1861-1939) और ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी ओलिवर हेविसाइड (1850-1925) द्वारा की गई थी। 1924 में एडवर्ड वी. एपलटन और [[माइल्स आयलर फुल्टन बार्नेट]] द्वारा इसके अस्तित्व का पता लगाया गया था। | ||
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[[एफ क्षेत्र]] या क्षेत्र, जिसे एपलटन-बार्नेट परत के रूप में भी जाना जाता है, लगभग से फैला हुआ है {{convert|150|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} से अधिक {{convert|500|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। यह उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व वाली परत है, जिसका अर्थ है कि इस परत को भेदने वाले संकेत अंतरिक्ष में निकल जाएंगे। इलेक्ट्रॉन उत्पादन [[अत्यधिक पराबैंगनी]] (यूवी, 10-100 एनएम) विकिरण आयोनाइजिंग परमाणु ऑक्सीजन का प्रभुत्व है। F परत में एक परत होती है (F{{sub|2}}) रात में, लेकिन दिन के दौरान, एक द्वितीयक चोटी (लेबल एफ{{sub|1}}) अक्सर इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रोफाइल में बनता है। क्योंकि एफ{{sub|2}} परत दिन और रात तक बनी रहती है, यह रेडियो तरंगों के अधिकांश [[ skywave ]] प्रसार और लंबी दूरी की [[उच्च आवृत्ति]] (एचएफ, या [[शॉर्टवेव]]) रेडियो संचार के लिए | [[एफ क्षेत्र]] या क्षेत्र, जिसे एपलटन-बार्नेट परत के रूप में भी जाना जाता है, लगभग से फैला हुआ है {{convert|150|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} से अधिक {{convert|500|km|mi|sigfig=2|abbr=on}} पृथ्वी की सतह के ऊपर। यह उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व वाली परत है, जिसका अर्थ है कि इस परत को भेदने वाले संकेत अंतरिक्ष में निकल जाएंगे। इलेक्ट्रॉन उत्पादन [[अत्यधिक पराबैंगनी]] (यूवी, 10-100 एनएम) विकिरण आयोनाइजिंग परमाणु ऑक्सीजन का प्रभुत्व है। F परत में एक परत होती है (F{{sub|2}}) रात में, लेकिन दिन के दौरान, एक द्वितीयक चोटी (लेबल एफ{{sub|1}}) अक्सर इलेक्ट्रॉन घनत्व प्रोफाइल में बनता है। क्योंकि एफ{{sub|2}} परत दिन और रात तक बनी रहती है, यह रेडियो तरंगों के अधिकांश [[ skywave ]] प्रसार और लंबी दूरी की [[उच्च आवृत्ति]] (एचएफ, या [[शॉर्टवेव]]) रेडियो संचार के लिए उत्तरदायी है। | ||
F परत के ऊपर, ऑक्सीजन आयनों की संख्या कम हो जाती है और हल्के आयन जैसे हाइड्रोजन और हीलियम प्रभावी हो जाते हैं। F परत शिखर के ऊपर और [[plussphere]] के नीचे के इस क्षेत्र को टॉपसाइड आयनोस्फीयर कहा जाता है। | F परत के ऊपर, ऑक्सीजन आयनों की संख्या कम हो जाती है और हल्के आयन जैसे हाइड्रोजन और हीलियम प्रभावी हो जाते हैं। F परत शिखर के ऊपर और [[plussphere]] के नीचे के इस क्षेत्र को टॉपसाइड आयनोस्फीयर कहा जाता है। | ||
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=== शीतकालीन विसंगति === | === शीतकालीन विसंगति === | ||
मध्य अक्षांशों पर, F<sub>2</sub> परत दिन के समय आयन का उत्पादन गर्मियों में अधिक होता है, जैसा कि अपेक्षित था, क्योंकि सूर्य पृथ्वी पर अधिक सीधे चमकता है। | मध्य अक्षांशों पर, F<sub>2</sub> परत दिन के समय आयन का उत्पादन गर्मियों में अधिक होता है, जैसा कि अपेक्षित था, क्योंकि सूर्य पृथ्वी पर अधिक सीधे चमकता है। लेकिन, तटस्थ वातावरण के आणविक-से-परमाणु अनुपात में मौसमी परिवर्तन होते हैं जिसके कारण ग्रीष्मकालीन आयन हानि दर और भी अधिक हो जाती है। इसका परिणाम यह होता है कि ग्रीष्मकाल में हानि में वृद्धि ग्रीष्मकाल में उत्पादन में वृद्धि और कुल एफ में वृद्धि को दबा देती है<sub>2</sub> आयनीकरण वास्तव में स्थानीय गर्मी के महीनों में कम होता है। इस प्रभाव को शीतकालीन विसंगति के रूप में जाना जाता है। विसंगति हमेशा उत्तरी गोलार्ध में मौजूद होती है, लेकिन आमतौर पर कम सौर गतिविधि की अवधि के दौरान दक्षिणी गोलार्ध में अनुपस्थित होती है। | ||
=== विषुवतीय विसंगति === | === विषुवतीय विसंगति === | ||
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उच्च आवृत्ति (एचएफ, या शॉर्टवेव) रेडियो तरंगों को अपवर्तित करने के लिए आयनित वायुमंडलीय गैसों की क्षमता के कारण, आयनमंडल रेडियो तरंगों को आकाश में वापस पृथ्वी की ओर निर्देशित कर सकता है। आकाश में एक कोण पर निर्देशित रेडियो तरंगें क्षितिज से परे पृथ्वी पर लौट सकती हैं। स्किप या स्काईवेव प्रचार नामक इस तकनीक का उपयोग 1920 के दशक से अंतरराष्ट्रीय या अंतरमहाद्वीपीय दूरियों पर संचार करने के लिए किया जाता रहा है। लौटने वाली रेडियो तरंगें पृथ्वी की सतह से फिर से आकाश में प्रतिबिंबित हो सकती हैं, जिससे कई [[हॉप (दूरसंचार)]] के साथ अधिक से अधिक रेंज प्राप्त की जा सकती हैं। यह संचार पद्धति परिवर्तनशील और अविश्वसनीय है, दिन या रात के समय, मौसम, मौसम और 11 साल के [[सनस्पॉट चक्र]] के आधार पर दिए गए पथ पर स्वागत के साथ। 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के दौरान इसका व्यापक रूप से ट्रांसोसेनिक टेलीफोन और टेलीग्राफ सेवा, और व्यापार और राजनयिक संचार के लिए उपयोग किया गया था। इसकी सापेक्ष अविश्वसनीयता के कारण, [[शॉर्टवेव रेडियो]] संचार को ज्यादातर दूरसंचार उद्योग द्वारा छोड़ दिया गया है, | उच्च आवृत्ति (एचएफ, या शॉर्टवेव) रेडियो तरंगों को अपवर्तित करने के लिए आयनित वायुमंडलीय गैसों की क्षमता के कारण, आयनमंडल रेडियो तरंगों को आकाश में वापस पृथ्वी की ओर निर्देशित कर सकता है। आकाश में एक कोण पर निर्देशित रेडियो तरंगें क्षितिज से परे पृथ्वी पर लौट सकती हैं। स्किप या स्काईवेव प्रचार नामक इस तकनीक का उपयोग 1920 के दशक से अंतरराष्ट्रीय या अंतरमहाद्वीपीय दूरियों पर संचार करने के लिए किया जाता रहा है। लौटने वाली रेडियो तरंगें पृथ्वी की सतह से फिर से आकाश में प्रतिबिंबित हो सकती हैं, जिससे कई [[हॉप (दूरसंचार)]] के साथ अधिक से अधिक रेंज प्राप्त की जा सकती हैं। यह संचार पद्धति परिवर्तनशील और अविश्वसनीय है, दिन या रात के समय, मौसम, मौसम और 11 साल के [[सनस्पॉट चक्र]] के आधार पर दिए गए पथ पर स्वागत के साथ। 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के दौरान इसका व्यापक रूप से ट्रांसोसेनिक टेलीफोन और टेलीग्राफ सेवा, और व्यापार और राजनयिक संचार के लिए उपयोग किया गया था। इसकी सापेक्ष अविश्वसनीयता के कारण, [[शॉर्टवेव रेडियो]] संचार को ज्यादातर दूरसंचार उद्योग द्वारा छोड़ दिया गया है, लेकिन यह उच्च-अक्षांश संचार के लिए महत्वपूर्ण है जहां उपग्रह-आधारित रेडियो संचार संभव नहीं है। शॉर्टवेव ब्रॉडकास्टिंग अंतरराष्ट्रीय सीमाओं को पार करने और कम लागत पर बड़े क्षेत्रों को कवर करने में उपयोगी है। स्वचालित सेवाएं अभी भी शॉर्टवेव रेडियो फ्रीक्वेंसी का उपयोग करती हैं, जैसे कि निजी मनोरंजक संपर्कों के लिए और प्राकृतिक आपदाओं के दौरान आपातकालीन संचार में सहायता के लिए रेडियो शौकिया शौकिया करते हैं। सशस्त्र बल शॉर्टवेव का उपयोग करते हैं ताकि कमजोर बुनियादी ढांचे से स्वतंत्र हो सकें, जिसमें उपग्रह समिलित हैं, और शॉर्टवेव संचार की कम विलंबता स्टॉक व्यापारियों के लिए आकर्षक बनाती है, जहां मिलीसेकंड की गिनती होती है। <ref>{{cite journal | url=https://ieeexplore.ieee.org/document/9311865 | doi=10.1109/TWC.2020.3046475 | title=लो-लेटेंसी एचएफ संचार के लिए रिसीवर डिजाइन| year=2021 | last1=Arikan | first1=Toros | last2=Singer | first2=Andrew C. | journal=IEEE Transactions on Wireless Communications | volume=20 | issue=5 | pages=3005–3015 | s2cid=233990323 }}</ref> | ||
==== अपवर्तन का तंत्र ==== | ==== अपवर्तन का तंत्र ==== | ||
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* विशेष रिसीवर यह पता लगाने के लिए कि प्रेषित तरंगों से परावर्तित तरंगें कैसे बदल गई हैं। | * विशेष रिसीवर यह पता लगाने के लिए कि प्रेषित तरंगों से परावर्तित तरंगें कैसे बदल गई हैं। | ||
विभिन्न प्रकार के प्रयोग, जैसे कि HAARP ([[हाई फ्रीक्वेंसी एक्टिव औरोरल रिसर्च प्रोग्राम]]), आयनमंडल के गुणों को संशोधित करने के लिए उच्च शक्ति वाले रेडियो | विभिन्न प्रकार के प्रयोग, जैसे कि HAARP ([[हाई फ्रीक्वेंसी एक्टिव औरोरल रिसर्च प्रोग्राम]]), आयनमंडल के गुणों को संशोधित करने के लिए उच्च शक्ति वाले रेडियो प्रेषक को समिलित करते हैं। ये जांच आयनोस्फेरिक प्लाज्मा के गुणों और व्यवहार का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करती है, विशेष रूप से नागरिक और सैन्य दोनों उद्देश्यों के लिए संचार और निगरानी प्रणाली को बढ़ाने के लिए इसे समझने और उपयोग करने में सक्षम होने पर जोर देती है। HAARP को 1993 में एक प्रस्तावित बीस वर्षीय प्रयोग के रूप में शुरू किया गया था, और वर्तमान में गकोना, अलास्का के पास सक्रिय है। | ||
SuperDARN रडार प्रोजेक्ट 8 से 20 मेगाहर्ट्ज़ रेंज में रेडियो तरंगों के सुसंगत बैकस्कैटर का उपयोग करके उच्च और मध्य अक्षांशों पर शोध करता है। सुसंगत बैकस्कैटर क्रिस्टल में ब्रैग स्कैटरिंग के समान है और इसमें आयनोस्फेरिक घनत्व अनियमितताओं से बिखरने का रचनात्मक हस्तक्षेप समिलित है। परियोजना में 11 से अधिक देश और दोनों गोलार्द्धों में कई रडार समिलित हैं। | SuperDARN रडार प्रोजेक्ट 8 से 20 मेगाहर्ट्ज़ रेंज में रेडियो तरंगों के सुसंगत बैकस्कैटर का उपयोग करके उच्च और मध्य अक्षांशों पर शोध करता है। सुसंगत बैकस्कैटर क्रिस्टल में ब्रैग स्कैटरिंग के समान है और इसमें आयनोस्फेरिक घनत्व अनियमितताओं से बिखरने का रचनात्मक हस्तक्षेप समिलित है। परियोजना में 11 से अधिक देश और दोनों गोलार्द्धों में कई रडार समिलित हैं। | ||
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F10.7 और R12 आयनमंडलीय मॉडलिंग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो सूचकांक हैं। दोनों कई सौर चक्रों को कवर करने वाले अपने लंबे ऐतिहासिक रिकॉर्ड के लिए मूल्यवान हैं। F10.7 ग्राउंड [[ रेडियो दूरबीन ]] का उपयोग करके 2800 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर सौर रेडियो उत्सर्जन की तीव्रता का माप है। R12 दैनिक सनस्पॉट संख्याओं का 12 महीनों का औसत है। दो सूचकांकों को एक दूसरे के साथ सहसंबद्ध दिखाया गया है। | F10.7 और R12 आयनमंडलीय मॉडलिंग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो सूचकांक हैं। दोनों कई सौर चक्रों को कवर करने वाले अपने लंबे ऐतिहासिक रिकॉर्ड के लिए मूल्यवान हैं। F10.7 ग्राउंड [[ रेडियो दूरबीन ]] का उपयोग करके 2800 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर सौर रेडियो उत्सर्जन की तीव्रता का माप है। R12 दैनिक सनस्पॉट संख्याओं का 12 महीनों का औसत है। दो सूचकांकों को एक दूसरे के साथ सहसंबद्ध दिखाया गया है। | ||
लेकिन, दोनों सूचकांक सौर पराबैंगनी और एक्स-रे उत्सर्जन के केवल अप्रत्यक्ष संकेतक हैं, जो पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में आयनीकरण पैदा करने के लिए मुख्य रूप से उत्तरदायी हैं। अब हमारे पास [[GOES]] अंतरिक्ष यान से डेटा है जो सूर्य से पृष्ठभूमि के एक्स-रे प्रवाह को मापता है, जो आयनमंडल में आयनीकरण स्तरों से अधिक निकटता से संबंधित एक पैरामीटर है। | |||
=== भू-चुंबकीय गड़बड़ी === | === भू-चुंबकीय गड़बड़ी === | ||
Revision as of 03:34, 13 April 2023
आयनमंडल (/aɪˈɒnəˌsfɪər/)[1][2] पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल का आयनित भाग है, समुद्र तल से लगभग 48 km (30 mi) से 965 km (600 mi) ऊपर,[3] एक ऐसा क्षेत्र जिसमें बाह्य वायुमंडल और मध्यमंडल और बहिर्मंडल के हिस्से समिलित हैं। आयनमंडल सौर विकिरण द्वारा आयनित होता है। यह वायुमंडलीय बिजली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और चुंबकमंडल के अंदरूनी किनारे का निर्