Page 10 - สภาพอากาศในอวกาศ

9

คุณลักษณะเด่นที่สำคัญของชั้นไอโอโนสเฟียร์คือสามารถสะท้อนหรือเบี่ยงเบนคลื่นวิทยุได้ เนื่องจาก
เราใช้ประโยชน์จากคลื่นวิทยุโดยนำมาประยุกต์ใช้อย่างหลากหลาย ดังนั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์จึงเป็น

เครื่องมือที่สำคัญและในขณะเดียวกันอาจจะขัดขวางการสะท้อนคลื่นวิทยุได้เช่นกัน
ในรูปที่ 11 บรรยากาศชั้นไอโอสเฟียร์แบ่งออกได้หลายชั้น แต่ละชั้นจะมีคุณลักษะเฉพาะทางเคมีและ
ฟิสิกส์ ทั้งนี้เพราะความหนาแน่นของบรรยากาศ พลังงานรังสีดวงอาทิตย์และชนิดของโมเลกุลในบรรยากาศ
หรืออะตอมที่อยู่ในแต่ละชั้นเป็นสำคัญ

รูปที่ 11 ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์

ชั้นต่ำสุดของไอโอโนสเฟียร์ เรียกว่า ชั้น D (D layer or D region) ความสูงประมาณ 70-90

กิโลเมตร ในชั้นนี้รังสีเอ็กซ์เรย์จากดวงอาทิตย์จะทำให้โมเลกุลของออกซิเจนและไนโตรเจนแตกตัวออกเป็น
ไอออน รวมทั้งไนตริกออกไซด์ อย่างไรก็ตามในเวลากลางคืนอิเล็กตรอนและไอออนในชั้นนี้จะรวมตัวกับ
โมเลกุลที่เป็นกลาง (Neutral molecules) อย่างรวดเร็ว ดังนั้นชั้น D มีอยู่เฉพาะในเวลากลางวัน
ชั้นถัดไปของไอโอโนสเฟียร์ เรียกว่า ชั้น E (E layer or E region) อยู่ที่ความสูง 90-140 กิโลเมตร

ในชั้นนี้รังสีอลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ทำให้ออกซิเจน ไนโตเจนและไนตริกออกไซด์แตกตัวเป็นไอออน
ั
แต่เนื่องจากบรรยากาศที่สูงกว่าจะบางกว่า อิเล็กตรอนและอิออนจึงรวมตัวกันในอัตราที่ช้ากว่าในเวลา
กลางคืน ด้วยเหตุนี้ชั้น E จึงคงอยู่ได้ตลอดทั้งคืนถึงแม้ว่าจะอ่อนกำลังก็ตาม เฉพาะในบริเวณละติจูด
สูง ๆ (เช่น อลาสกา แคนนาดา และมหาสมุทรแถบขั้วโลกเหนือ) ระหว่างสัปดาห์หรือเดือนที่อยู่ในช่วงมืด

สนิทของฤดูหนาวชั้น E จะหายไปอย่างถาวร
ชั้นต่อมาเรียกว่า ชั้น F (F layer or F region) ความสูงประมาณ 140-300 กิโลเมตร ในชั้นนี้รังสี
อุลตร้าไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ทำให้อะตอมของออกซิเจนแตกตัวกลายเป็นอิออน แต่เนื่องจากเป็นชั้นที่บาง
มากในความสูงนี้จึงยับยั้งไม่ให้เกิดกระบวนการการรวมตัวของอิเล็กตรอนและอิออน เมื่อเปรียบเทียบโครงสร้างกับ

ชั้นอื่นๆในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟียร์ พบว่าในชั้นนี้คงสภาพของอิออนตลอดทั้งกลางวันและกลางคืน
คุณลักษณะเฉพาะอกอย่างหนึ่งของชั้น F คือในช่วงเวลากลางวันมีการแยกออกเป็นสองระดับ โดยชั้นล่างเป็น
ี
ชั้น F1 ส่วนชั้นบนเป็นชั้น F2

ี
2.5 การสะท้อนคลื่นวิทยุในบรรยากาศชั้นไอโอโนสเฟยร์ (Radio Refraction in the Ionosphere)
คลื่นวิทยุจะมีการหักเหเมื่อเคลื่อนตัวผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์ เช่นเดียวกับการหักเหคลื่นแสง (โค้งงอ) เมื่อ

ี
คลื่นแสงผ่านสื่อที่มีความโปรงใสเช่นน้ำหรือแก้ว คลื่นวิทยุเกิดการหักเหเมื่อเคลื่อนที่ผ่านชั้นไอโอโนสเฟยร์ ซึ่ง
อาจก่อให้เกิดประโยชน์หรืออาจรบกวนสัญญานคลื่นวิทยุได้ สิ่งสำคัญคือการชดเชยผลกระทบที่เกิดขึ้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณ ตัวอย่างเช่นในระหว่างดวงอาทิตย์ขึ้นหรือตก