आयनमंडल: Difference between revisions
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आयनमंडल [[इलेक्ट्रॉन|अतिसूक्ष्म परमाणु]] और विद्युत आवेशित परमाणुओं और [[अणु]]ओं का एक खोल है जो पृथ्वी को चारों ओर से घेरे हुए है, जो लगभग {{convert|50|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} की ऊंचाई से {{convert|1000|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} से अधिक फैला हुआ है। यह मुख्य रूप से सूर्य से आने वाली [[पराबैंगनी]] विकिरण के कारण उपस्थित है। | आयनमंडल [[इलेक्ट्रॉन|अतिसूक्ष्म परमाणु]] और विद्युत आवेशित परमाणुओं और [[अणु]]ओं का एक खोल है जो पृथ्वी को चारों ओर से घेरे हुए है, जो लगभग {{convert|50|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} की ऊंचाई से {{convert|1000|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} से अधिक फैला हुआ है। यह मुख्य रूप से सूर्य से आने वाली [[पराबैंगनी]] विकिरण के कारण उपस्थित है। | ||
पृथ्वी के वायुमंडल का सबसे निचला हिस्सा, क्षोभमंडल सतह से लगभग {{convert|10|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} तक फैला हुआ है। इसके ऊपर [[समताप मंडल]] है, इसके बाद मध्यमंडल है। समताप मंडल में आने वाली सौर विकिरण ओजोन परत बनाती है। बाह्य वायुमंडल में, {{convert|80|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} से ऊपर की ऊंचाइयों पर, वातावरण इतना पतला होता है कि पास के सकारात्मक [[आयन]] द्वारा अधिकृत किए जाने से पहले मुक्त अतिसूक्ष्म परमाणु थोड़े समय के लिए उपस्थित रह सकते हैं। इन मुक्त अतिसूक्ष्म परमाणुों की संख्या रेडियो प्रसार को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त है। वायुमंडल का यह भाग आंशिक रूप से आयनित होता है और इसमें [[प्लाज्मा भौतिकी|प्लाज्मा]] | पृथ्वी के वायुमंडल का सबसे निचला हिस्सा, क्षोभमंडल सतह से लगभग {{convert|10|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} तक फैला हुआ है। इसके ऊपर [[समताप मंडल]] है, इसके बाद मध्यमंडल है। समताप मंडल में आने वाली सौर विकिरण ओजोन परत बनाती है। बाह्य वायुमंडल में, {{convert|80|km|mi|sigfig=1|abbr=on}} से ऊपर की ऊंचाइयों पर, वातावरण इतना पतला होता है कि पास के सकारात्मक [[आयन]] द्वारा अधिकृत किए जाने से पहले मुक्त अतिसूक्ष्म परमाणु थोड़े समय के लिए उपस्थित रह सकते हैं। इन मुक्त अतिसूक्ष्म परमाणुों की संख्या रेडियो प्रसार को प्रभावित करने के लिए पर्याप्त है। वायुमंडल का यह भाग आंशिक रूप से आयनित होता है और इसमें [[प्लाज्मा भौतिकी|प्लाज्मा]] होता है जिसे आयनमंडल कहा जाता है। | ||
पराबैंगनी (यूवी), [[एक्स-रे]] और [[सौर विकिरण]] के छोटे तरंगदैर्ध्य आयनीकरण कर रहे हैं, क्योंकि इन आवृत्तियों पर फोटॉनों में अवशोषण पर | पराबैंगनी (यूवी), [[एक्स-रे]] और [[सौर विकिरण]] के छोटे तरंगदैर्ध्य आयनीकरण कर रहे हैं, क्योंकि इन आवृत्तियों पर फोटॉनों में अवशोषण पर तटस्थ गैस परमाणु या अणु से अतिसूक्ष्म परमाणु को अलग करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। इस प्रक्रिया में प्रकाश अतिसूक्ष्म परमाणु उच्च वेग प्राप्त करता है ताकि निर्मित अतिसूक्ष्म परमाणुिक गैस का [[तापमान]] आयनों और तटस्थ की तुलना में बहुत अधिक (हजार K के क्रम में) हो। आयनीकरण की विपरीत प्रक्रिया [[पुनर्संयोजन (रसायन विज्ञान)]] है, जिसमें एक मुक्त अतिसूक्ष्म परमाणु एक सकारात्मक आयन द्वारा "अधिकृत" कर लिया जाता है। पुनर्संयोजन अनायास होता है, और पुनर्संयोजन पर उत्पादित ऊर्जा को ले जाने वाले फोटॉन के उत्सर्जन का कारण बनता है। जैसे-जैसे कम ऊंचाई पर गैस का घनत्व बढ़ता है, पुनर्संयोजन प्रक्रिया प्रबल होती है, क्योंकि गैस के अणु और आयन एक-दूसरे के करीब होते हैं। इन दो प्रक्रियाओं के बीच संतुलन उपस्थित आयनीकरण की मात्रा को निर्धारित करता है। | ||
आयनीकरण मुख्य रूप से सूर्य और उसके अतिशय पराबैंगनी (ईयूवी) और एक्स-रे विकिरण पर निर्भर करता है जो [[सौर भिन्नता]] के साथ दृढ़ता से भिन्न होता है। सूर्य जितना अधिक चुंबकीय रूप से सक्रिय होता है, किसी एक समय में सूर्य पर उतने ही अधिक [[ झाई ]] सक्रिय क्षेत्र होते हैं। सूर्य कलंक सक्रिय क्षेत्र बढ़े हुए [[कोरोनल हीटिंग]] के स्रोत हैं और | आयनीकरण मुख्य रूप से सूर्य और उसके अतिशय पराबैंगनी (ईयूवी) और एक्स-रे विकिरण पर निर्भर करता है जो [[सौर भिन्नता]] के साथ दृढ़ता से भिन्न होता है। सूर्य जितना अधिक चुंबकीय रूप से सक्रिय होता है, किसी एक समय में सूर्य पर उतने ही अधिक [[ झाई |झाई]] सक्रिय क्षेत्र होते हैं। सूर्य कलंक सक्रिय क्षेत्र बढ़े हुए [[कोरोनल हीटिंग|कोरोनल तापन]] के स्रोत हैं और ई-यूवी और एक्स-रे विकिरण में वृद्धि के साथ, विशेष रूप से प्रासंगिक चुंबकीय उदभेदन के बीच जिसमें [[सौर फ्लेयर्स]] समिलित हैं जो पृथ्वी के सूर्य के प्रकाश पक्ष पर आयनीकरण को बढ़ाते हैं और [[सौर ऊर्जावान कण]] प्रतिभासएं जो आयनीकरण को ध्रुवीय क्षेत्रों में बढ़ा सकती हैं। इस प्रकार आयनमंडल में आयनीकरण की डिग्री [[दिन|दैनिक]] (दिन के समय) चक्र और 11 साल के [[सौर चक्र]] दोनों का अनुसरण करती है। आयनीकरण की डिग्री में एक मौसमी निर्भरता भी है क्योंकि स्थानीय शीतकालीन पृथ्वी सूर्य से दूर है, इस प्रकार कम सौर विकिरण प्राप्त होता है। प्राप्त विकिरण भौगोलिक स्थिति (ध्रुवीय, [[auroral|अरोरल]] क्षेत्र, मध्य-अक्षांश और भूमध्यरेखीय क्षेत्र) के साथ भी भिन्न होता है। ऐसे तंत्र भी हैं जो आयनमंडल को उत्तेजित करते हैं और आयनीकरण को कम करते हैं। | ||
[[सिडनी चैपमैन (गणितज्ञ)]] ने प्रस्तावित किया कि आयनमंडल के नीचे के क्षेत्र को 'उदासीन मंडल' कहा जाए<ref name="Chapman1950">{{cite journal|last1=Chapman|first1=Sydney|title=ऊपरी वायुमंडलीय नामकरण|journal=Journal of Geophysical Research|volume=55|issue=4|year=1950|pages=395–399|issn=0148-0227|doi=10.1029/JZ055i004p00395|bibcode=1950JGR....55..395C}}</ref>("तटस्थ वातावरण")।<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=x9lECgAAQBAJ&q=neutral%20atmosphere&pg=PA47|title = Atmospheric and Space Sciences: Neutral Atmospheres: Volume 1|isbn = 9783319215815|last1 = Yiğit|first1 = Erdal|date = 27 July 2015}}</ref><ref>{{cite web|url=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Neutrosphere |title=न्यूट्रोस्फीयर - मौसम विज्ञान की शब्दावली|publisher=Glossary.ametsoc.org |date=2012-01-26 |accessdate=2022-08-12}}</ref> | [[सिडनी चैपमैन (गणितज्ञ)]] ने प्रस्तावित किया कि आयनमंडल के नीचे के क्षेत्र को 'उदासीन मंडल' कहा जाए<ref name="Chapman1950">{{cite journal|last1=Chapman|first1=Sydney|title=ऊपरी वायुमंडलीय नामकरण|journal=Journal of Geophysical Research|volume=55|issue=4|year=1950|pages=395–399|issn=0148-0227|doi=10.1029/JZ055i004p00395|bibcode=1950JGR....55..395C}}</ref>("तटस्थ वातावरण")।<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=x9lECgAAQBAJ&q=neutral%20atmosphere&pg=PA47|title = Atmospheric and Space Sciences: Neutral Atmospheres: Volume 1|isbn = 9783319215815|last1 = Yiğit|first1 = Erdal|date = 27 July 2015}}</ref><ref>{{cite web|url=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Neutrosphere |title=न्यूट्रोस्फीयर - मौसम विज्ञान की शब्दावली|publisher=Glossary.ametsoc.org |date=2012-01-26 |accessdate=2022-08-12}}</ref> | ||
==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 | [[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 बीच, 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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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 अतिसूक्ष्म परमाणुों 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 अतिसूक्ष्म परमाणुों 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 अतिशय पर होता है और रात में डी परत की मोटाई में कमी के कारण कम हो जाता है; [[ब्रह्मांडीय किरणों]] के कारण एकमात्र 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 अतिसूक्ष्म परमाणुों 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 अतिसूक्ष्म परमाणुों 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 अतिशय पर होता है और रात में डी परत की मोटाई में कमी के कारण कम हो जाता है; [[ब्रह्मांडीय किरणों]] के कारण एकमात्र 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। | ||
[[सौर प्रोटॉन घटना|सौर प्रोटॉन प्रतिभास]]ओं के | [[सौर प्रोटॉन घटना|सौर प्रोटॉन प्रतिभास]]ओं के बीच, उच्च और ध्रुवीय अक्षांशों पर डी-क्षेत्र में आयनीकरण असामान्य रूप से उच्च स्तर तक पहुंच सकता है। इस तरह की बहुत ही दुर्लभ प्रतिभासओं को पोलर कैप अवशोषण (या पीसीए) प्रतिभासओं के रूप में जाना जाता है, क्योंकि बढ़े हुए आयनीकरण से क्षेत्र से गुजरने वाले रेडियो संकेतों के अवशोषण में काफी वृद्धि होती है।<ref name="Rose1962">{{cite journal|last1=Rose|first1=D.C.|last2=Ziauddin|first2=Syed|title=ध्रुवीय टोपी अवशोषण प्रभाव|journal=Space Science Reviews|date=June 1962|volume=1|issue=1|page=115|doi=10.1007/BF00174638|bibcode=1962SSRv....1..115R|s2cid=122220113}}</ref> वास्तव में, गहन प्रतिभासओं के बीच अवशोषण का स्तर कई दसियों डीबी तक बढ़ सकता है, जो ट्रांसपोलर एचएफ रेडियो सिग्नल ट्रांसमिशन को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त है (यदि सभी नहीं)। ऐसे आयोजन सामान्यतः पर 24 से 48 घंटे से कम समय तक चलते हैं। | ||
=== ई परत === | === ई परत === | ||
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}}). सामान्यतः पर, तिरछी प्रतिभास पर, यह परत एकमात्र 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]] प्रतिभासओं के | 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}}). सामान्यतः पर, तिरछी प्रतिभास पर, यह परत एकमात्र 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]] प्रतिभासओं के बीच, 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 उपस्थित 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 एकमात्र 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 एकमात्र 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। | ||
=== और{{sub|s}} परत === | === और{{sub|s}} परत === | ||
ई{{sub|s}} परत (विकट:sporadic#Adjective E-layer) की विशेषता तीव्र आयनीकरण के छोटे, पतले बादलों से होती है, जो अक्सर 50 मेगाहर्ट्ज तक और शायद ही कभी 450 मेगाहर्ट्ज तक रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब का समर्थन कर सकते हैं। छिटपुट-ई प्रतिभासएँ कुछ मिनटों से लेकर कई घंटों तक चल सकती हैं। [[छिटपुट ई प्रसार]] [[शौकिया रेडियो उच्च बैंड]] द्वारा वीएचएफ-संचालन को बहुत रोमांचक बनाता है जब लंबी दूरी के प्रसार पथ जो सामान्यतः पर दो-तरफ़ा संचार के लिए अगम्य होते हैं। छिटपुट-ई के कई कारण हैं जिनका अभी भी शोधकर्ताओं द्वारा पीछा किया जा रहा है। यह प्रसार हर दिन जून और जुलाई के | ई{{sub|s}} परत (विकट:sporadic#Adjective E-layer) की विशेषता तीव्र आयनीकरण के छोटे, पतले बादलों से होती है, जो अक्सर 50 मेगाहर्ट्ज तक और शायद ही कभी 450 मेगाहर्ट्ज तक रेडियो तरंगों के प्रतिबिंब का समर्थन कर सकते हैं। छिटपुट-ई प्रतिभासएँ कुछ मिनटों से लेकर कई घंटों तक चल सकती हैं। [[छिटपुट ई प्रसार]] [[शौकिया रेडियो उच्च बैंड]] द्वारा वीएचएफ-संचालन को बहुत रोमांचक बनाता है जब लंबी दूरी के प्रसार पथ जो सामान्यतः पर दो-तरफ़ा संचार के लिए अगम्य होते हैं। छिटपुट-ई के कई कारण हैं जिनका अभी भी शोधकर्ताओं द्वारा पीछा किया जा रहा है। यह प्रसार हर दिन जून और जुलाई के बीच उत्तरी गोलार्ध के मध्य अक्षांशों में होता है जब उच्च सिग्नल स्तर अक्सर पहुंच जाते हैं। स्किप दूरी सामान्यतः पर आसपास होती है {{convert|1640|km|mi|abbr=on}}. एक हॉप प्रसार के लिए दूरियां कहीं से भी हो सकती हैं {{convert|900|km|mi|abbr=on}} को {{convert|2500|km|mi|abbr=on}}. मल्टी-हॉप प्रचार खत्म {{convert|3500|km|mi|abbr=on}} भी आम है, कभी-कभी की दूरियों के लिए {{convert|15000|km|mi|abbr=on}} या अधिक। | ||
=== एफ परत === | === एफ परत === | ||
[[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 अतिसूक्ष्म परमाणु घनत्व वाली परत है, जिसका अर्थ है कि इस परत को भेदने वाले संकेत अंतरिक्ष में निकल जाएंगे। अतिसूक्ष्म परमाणु 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 | [[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 अतिसूक्ष्म परमाणु घनत्व वाली परत है, जिसका अर्थ है कि इस परत को भेदने वाले संकेत अंतरिक्ष में निकल जाएंगे। अतिसूक्ष्म परमाणु 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 बीच, एक द्वितीयक चोटी (लेबल एफ{{sub|1}}) अक्सर अतिसूक्ष्म परमाणु 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|लघु तरंग]]) 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 आयनमंडल 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 आयनमंडल कहा जाता है। | ||
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== आदर्श प्रतिरूप के लिए लगातार विसंगतियाँ == | == आदर्श प्रतिरूप के लिए लगातार विसंगतियाँ == | ||
[[File:Ionosphere-Thermosphere Processes.jpg|thumb|आयनमंडल प्रतिभास का अवलोकन]][[ आयनोग्राफ |आयनोग्राफ]] अभिकलन के माध्यम से, विभिन्न परतों के वास्तविक आकार को कम करने की अनुमति देते हैं। अतिसूक्ष्म परमाणु/आयन-प्लाज्मा (भौतिकी) की गैर-सजातीय संरचना किसी न किसी प्रतिध्वनि के निशान पैदा करती है, जो मुख्य रूप से रात में और उच्च अक्षांशों पर और अशांत स्थितियों के | [[File:Ionosphere-Thermosphere Processes.jpg|thumb|आयनमंडल प्रतिभास का अवलोकन]][[ आयनोग्राफ |आयनोग्राफ]] अभिकलन के माध्यम से, विभिन्न परतों के वास्तविक आकार को कम करने की अनुमति देते हैं। अतिसूक्ष्म परमाणु/आयन-प्लाज्मा (भौतिकी) की गैर-सजातीय संरचना किसी न किसी प्रतिध्वनि के निशान पैदा करती है, जो मुख्य रूप से रात में और उच्च अक्षांशों पर और अशांत स्थितियों के बीच देखी जाती है। | ||
=== 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 प्रत्यक्ष रूप से 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 गर्मियों में होने वाली हानि में वृद्धि गर्मियों में उत्पादन में वृद्धि को दबा देती है और स्थानीय गर्मी के महीनों में कुल F<sub>2</sub> आयनीकरण वास्तव में कम होता है। इस प्रभाव को शीतकालीन विसंगति के रूप में जाना जाता है। विसंगति हमेशा उत्तरी गोलार्ध में उपस्थित होती है, लेकिन सामान्यतः कम सौर गतिविधि की अवधि के | 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 प्रत्यक्ष रूप से 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 गर्मियों में होने वाली हानि में वृद्धि गर्मियों में उत्पादन में वृद्धि को दबा देती है और स्थानीय गर्मी के महीनों में कुल F<sub>2</sub> आयनीकरण वास्तव में कम होता है। इस प्रभाव को शीतकालीन विसंगति के रूप में जाना जाता है। विसंगति हमेशा उत्तरी गोलार्ध में उपस्थित होती है, लेकिन सामान्यतः कम सौर गतिविधि की अवधि के बीच दक्षिणी गोलार्ध में अनुपस्थित होती है। | ||
=== विषुवतीय विसंगति === | === विषुवतीय विसंगति === | ||
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===एक्स-रे: [[अचानक आयनमंडलीय गड़बड़ी|आकस्मिक आयनमंडलीय अस्तव्यस्तता]] (SID)=== | ===एक्स-रे: [[अचानक आयनमंडलीय गड़बड़ी|आकस्मिक आयनमंडलीय अस्तव्यस्तता]] (SID)=== | ||
जब सूर्य सक्रिय होता है, तो शक्तिशाली सौर ज्वालाएं उत्पन्न हो सकती हैं जो कठोर एक्स-रे के साथ पृथ्वी के सूर्य के प्रकाश वाले हिस्से से टकराती हैं। एक्स-रे डी-क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, अतिसूक्ष्म परमाणुों को छोड़ते हैं जो तेजी से अवशोषण को बढ़ाते हैं, जिससे उच्च आवृत्ति (3-30 मेगाहर्ट्ज) रेडियो तिमिरण होता है जो शक्तिशाली फ्लेयर्स के बाद कई घंटों तक जारी रह सकता है। इस समय के | जब सूर्य सक्रिय होता है, तो शक्तिशाली सौर ज्वालाएं उत्पन्न हो सकती हैं जो कठोर एक्स-रे के साथ पृथ्वी के सूर्य के प्रकाश वाले हिस्से से टकराती हैं। एक्स-रे डी-क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, अतिसूक्ष्म परमाणुों को छोड़ते हैं जो तेजी से अवशोषण को बढ़ाते हैं, जिससे उच्च आवृत्ति (3-30 मेगाहर्ट्ज) रेडियो तिमिरण होता है जो शक्तिशाली फ्लेयर्स के बाद कई घंटों तक जारी रह सकता है। इस समय के बीच बहुत कम आवृत्ति (3–30 kHz) सिग्नल E परत के बजाय D परत द्वारा परिलक्षित होंगे, जहाँ बढ़ा हुआ वायुमंडलीय घनत्व सामान्यतः पर तरंग के अवशोषण को बढ़ाएगा और इस प्रकार इसे कम कर देगा। जैसे ही एक्स-रे समाप्त होते हैं, अचानक आयनमंडलीय [[अचानक आयनमंडलीय गड़बड़ी|अस्तव्यस्तता]] (SID) या रेडियो तिमिरण तेजी से घटता है क्योंकि डी-क्षेत्र में अतिसूक्ष्म परमाणु तेजी से पुनर्संयोजित होते हैं और प्रसार धीरे-धीरे पूर्व-भड़कने की स्थिति में सौर ज्वालाएं ताकत और आवृत्ति के आधार पर मिनटों से घंटों तक वापस आ जाता है। | ||
===प्रोटॉन: ध्रुवीय कैप अवशोषण (पीसीए)=== | ===प्रोटॉन: ध्रुवीय कैप अवशोषण (पीसीए)=== | ||
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===[[भूचुंबकीय तूफान]]=== | ===[[भूचुंबकीय तूफान]]=== | ||
एक भू-चुंबकीय तूफान एक अस्थायी-कभी-कभी तीव्र-पृथ्वी के चुंबकमंडल की अस्तव्यस्तता है। | एक भू-चुंबकीय तूफान एक अस्थायी-कभी-कभी तीव्र-पृथ्वी के चुंबकमंडल की अस्तव्यस्तता है। | ||
* एक भू-चुंबकीय तूफान के | * एक भू-चुंबकीय तूफान के बीच F₂ परत अस्थिर, खंडित हो जाएगी, और पूरी तरह से गायब भी हो सकती है। | ||
* पृथ्वी के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवीय क्षेत्रों में रात्रि आकाश में ध्रुवीय ज्योतिर्मय दिखाई देंगे। | * पृथ्वी के उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवीय क्षेत्रों में रात्रि आकाश में ध्रुवीय ज्योतिर्मय दिखाई देंगे। | ||
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=== रेडियो संचार=== | === रेडियो संचार=== | ||
आयनित वायुमंडलीय गैसों की उच्च आवृत्ति (एच.एफ, या लघु तरंग) रेडियो तरंगों को अपवर्तित करने 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 परिसर प्राप्त की जा सकती हैं। यह संचार पद्धति दिन या रात के समय, मौसम और 11 साल के [[सनस्पॉट चक्र|सूर्यकलंक चक्र]] के आधार पर किसी दिए गए पथ पर स्वीकृति के साथ परिवर्तनशील और अविश्वसनीय है। 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के | आयनित वायुमंडलीय गैसों की उच्च आवृत्ति (एच.एफ, या लघु तरंग) रेडियो तरंगों को अपवर्तित करने 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 परिसर प्राप्त की जा सकती हैं। यह संचार पद्धति दिन या रात के समय, मौसम और 11 साल के [[सनस्पॉट चक्र|सूर्यकलंक चक्र]] के आधार पर किसी दिए गए पथ पर स्वीकृति के साथ परिवर्तनशील और अविश्वसनीय है। 20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के बीच इसका व्यापक रूप से पारमहासागरीय दूरभाष और टेलीग्राफ सेवा, और व्यापार और राजनयिक संचार के लिए उपयोग किया गया था। इसकी सापेक्ष अविश्वसनीयता के कारण, [[शॉर्टवेव रेडियो|लघु तरंग 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। लघु तरंग प्रसारण अंतरराष्ट्रीय सीमाओं को पार करने और कम लागत पर बड़े क्षेत्रों को समुपयोग करने में उपयोगी है। स्वचालित सेवाएं अभी भी लघु तरंग रेडियो आवृत्तियों का उपयोग करती हैं, जैसे कि निजी मनोरंजक संपर्कों के लिए और प्राकृतिक आपदाओं के बीच आपातकालीन संचार में सहायता के लिए रेडियो अव्यवसायी शौकिया करते हैं। सशस्त्र सेना लघु तरंग का उपयोग करते हैं ताकि कमजोर बुनियादी ढांचे से स्वतंत्र हो सकें, जिसमें उपग्रह समिलित हैं, और लघु तरंग संचार की कम विलंबता ख्याति 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> | ||
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Revision as of 01:41, 25 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 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।[4] यह इस परत के माध्यम से यात्रा करने वाले जीपीएस संकेतों को भी प्रभावित करता है।
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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।[5] साठ साल बाद, गुग्लिल्मो मार्कोनी ने 12 दिसंबर, 1901 को सेंट जॉन्स, न्यूफाउंडलैंड (अब कनाडा में) में स्वीकृति के लिए 152.4 m (500 ft) पतंग-समर्थित स्पृशा का उपयोग करके पहला अटलांटिक पार का रेडियो सिग्नल प्राप्त किया। पसंद, कॉर्नवॉल में प्रसारण केंद्र ने कुछ दूरी के प्रेषक का उपयोग लगभग 500 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।[6] लेकिन, मारकोनी ने एक साल बाद ग्लेस बे, नोवा स्कोटिया में अटलांटिक पार बेतार संचार प्राप्त किया।[7]
1902 में,