第四百零二篇 庞多拉“天毁计划”十二（2/2）

夏季由于阳光直射中纬度地区的f2层在白天电离度加高，但是由于季节性气流的影响夏季这里的分子，对单原子的比例也增高，造成离子捕获率的增高。

这个捕获率的增高甚至强于电离度的增高。因此造成夏季f2层反而比冬季低。这个现象被称为冬季异常。在北半球冬季异常每年都出现，在南半球在太阳活动低的年度里没有冬季异常。

朝阳面电离层里的电流在地球磁赤道左右约±20度之间f2层形成一个电离度高的沟，这个现象被称为赤道异常。其形成原因如下：在赤道附近地球磁场几乎水平。由于阳光的加热和潮汐作用电离层下层的等离子上移，穿越地球磁场线。这在e层形成一个电流，它与水平的磁场线的相互作用导致磁赤道附近±20度之间f层的电离度加强。

太阳活跃时期强烈的耀斑发生时硬x射线会射击到地球。这些射线可以一直穿透到d层，在这里迅速导致大量自由电子，这些电子吸收高频（3-30mhz）电波，导致无线电中断。与此同时及低频（3-30khz）会被d层（而不是被e层）反射（一般d层吸收这些信号）。x射线结束后d层电子迅速被捕获，无线电中断很快就会结束，信号恢复。

耀斑同时也释放高能质子。这些质子在耀斑爆发后15分钟至2小时内到达地球。这些质子沿地球磁场线螺旋在磁极附近撞击地球大气层，提高d层和e层的电离。极冠吸收可以持续一小时至数日，平均持续24至36小时。

地磁风暴是地球磁场暂时的、剧烈的骚扰。地磁风暴时f2层非常不稳定，会分裂甚至完全消失。在极地附近会有极光产生。

电离层图显示使用电离层探测仪测量的电离层层次的高度及其临界频率。电离层探测仪垂直向电离层发送一系列频率（一般从0.1至30mhz）。随频率增高，信号在被反射前可以穿透更高的层。最后频率高到不再被反射。

太阳流是使用加拿大渥太华的一台射电望远镜测量的太阳辐射在2800mhz频率的强度。测量结果证明这个强度与太阳黑子活动相称。不过导致地球大气上层电离的主要是太阳的紫外线和x射线。地球静止业务环境卫星可以测量太阳的x射线流。这个数据与电离层的电离度更加相应。

科学家使用不同手段研究电离层的结构，包括被动观测电离层产生的光学和无线电信号，研究不同的射电望远镜被反射的信号，以及被反射的信号与原信号之间的差别。

1993年开始的为期20年的高频主动极光研究计划以及类似的项目研究使用高能无线电发射机来改变电离层的特性。这些研究集中于研究电离层等离子体的特性来更好地理解电离层，以及利用它来提高民用和军事的通讯和遥测系统。