= 15 км/. "болид" должен был подлетать к месту вспышки за 35 секунд (в 03:15:35 UTC). В течение следующих 5 минут он должен был удалиться от Челябинска на 4470 км. Расхождение будет еще больше, если скорость тела оценивать v
> 15 км/с.
Частный случай равномерно ускоренного движения – свободное падение. Сила тяжести создает ускорение свободного падения. У метеорита была горизонтальная и вертикальная составляющая скорости. Предположим, что падение метеорита началось при начальной вертикальной скорости v = 0 км/с и продолжалось в течение t = 333 с. Для этого движения справедливы формулы:
h = gt?/2 = [9.81(333)?]/2 = 548900 м, (5.1)
где g = 9,81 м/с? – ускорение свободного падения; t = 333 с – время, в течение которого наблюдалось падение; h – высота, м. За то время, которое видели "болид", он должен был успеть долететь с высоты 549 км до поверхности Земли. Если начать падать с высоты h = 100 км, с начальной скоростью равной нулю, то через 143 секунды тело достигает поверхности Земли. Отталкиваясь от времени наблюдения метеороида в рассмотренных географических пунктах, мы не можем получить высотного взрыва и скорости "болида", заявленной учеными. Если свидетели наблюдали полет и высотный взрыв одного и того же "болида", то падать он должен был с другой высоты и взорваться вдалеке от расчетной точки. С помощью видеозаписи из Каменска-Уральского (рис . 4, 1) [76. Замоздра С.И. Характеристики челябинского суперболида. Челябинский физико-математический журнал. 2014. № 1 (330). С. 6-15.] установлено, что начало первой вспышки болида было на высоте 45 км между Курганской и Челябинской областями, вблизи населенных пунктов Азналино и Боровое.
Легенду о проникновении метеорита в атмосферу Земли, разрушает снимок (Рис. 2а) [75]. Съемка выполнялась с поверхности земли. Фотография запечатлела инверсионный след и момент вспышки взорвавшегося тела. Видеозапись сделана возле города Чебаркуль, на трассе M5. На опубликованном снимке зафиксирована фаза полета "болида" во время взрывного разрушения. На снимке показано стрелкой направление движение метеороида. Впереди по линии траектории, под углом ~ 55° в направлении от поверхности земли, движется вверх голова светящегося тела. Метеороид должен был двигаться по нисходящей траектории. Если бы тело приближалось к поверхности Земли, то движение головной части на снимке должно быть направленным вниз, т. е. иметь отрицательный угол наклона к плоскости горизонта. На фотографиях, выполненных Е. Андреевым и М. Ахметвалеевым [50, 75], в небе виден пролетающий "болид". На снимках запечатлен момент, когда впереди яркая вспышка, а за нею тянется след. Из точки съемки, удаленной от траектории "болида", зафиксирована голова светящегося тела, движущаяся вверх по траектории. Фотография М. Ахметвалеева (рис. 6) [50] была сделана со штатива в Челябинске у реки Миасс (в одном километре от пруда Коммунаров), т. е. на удалении приблизительно 30 км от проекции траектории светящегося тела. Тело, изображенное на фотографии, движется по траектории от поверхности земли, т. е. вверх.
Тунгусский "метеорит", по показаниям очевидцев, летел по отличающимся траекториям. По истечении многих лет, основываясь на свидетельских показаниях, можно построить лишь приближенную траекторию полета. По результатам своих исследований ученые определили разнообразные направления траектории на метеорит. Азимуты составляли: 104° – Зоткин И.Т. (вывал леса); 99° – Фаст В.Г., Баранник А.П., Разин С.А. (вывал леса); 96,4° – Емельянов Ю.М. и др. (прирост деревьев); 95° – Львов Ю.А., Васильев Н.В. (лучистый ожог); 95° – Воробьев В.А., Демин Д.В. (лучистый ожог) [2. С. 183]. Средний азимут проекции траектории метеорита равен А = 97,9°. Магнитное склонение для точки взрыва, определенное на 1908 г. составляло: d
= + 5,996°. С учетом этой поправки линия траектория "болида" проходила по азимуту А
? 93°. В работе [77] утверждают: область вывала леса может быть разделена на четыре квадранта, симметричных относительно линии, проходившей с востока—юга—востока на запад—севера—запад через эпицентр, под углом 99° к линии географического меридиана.
Утром 15.02.2013 г. с направления А = 103° к Челябинску приближался "болид". Траектория полета проходила южнее города примерно в 30 км [28]. Азимут магнитного склонения в точке взрыва составлял d
= + 13,320°. Если учитывать склонение, то угол между силовой линией, по которой проходила траекторией светящегося тела, и плоскостью меридиана составлял А
? 89,7°. В обоих случаях (1908 и 2013 гг.) "болиды" летели практически перпендикулярно к линии меридиана (А
? 93°, А
? 89,7°). Ученые часто сталкивались в свидетельских показаниях с расхождением наблюдаемого азимута полета светящегося тела. Не стыковку можно трактовать в пользу наблюдения нескольких малых плазменных тел, движущихся от разных мест к невидимому плазменному телу, расположенному вокруг силовых линий. Вероятно, перемещение объектов происходило по кратчайшему пути к той точке пространства, где располагался центр положительных зарядов протяженной плазменной структуры и проходил ток ГЭЦ.
Показания свидетелей убеждают нас в том, что в происшествии участвуют несколько малых плазменных тел. Поэтому они отличались разными углами наклона и направлениями. Поведение "метеороида" характерно для явлений, связанных с полетом и взрывом электрофорных тел. Чем меньше расстояние от тела малого плазмоида до протяженной плазменной структуры, тем больше сила электростатического притяжения полярных зарядов сторон и скорость "болида". Известно, что очевидцы наблюдали траектории светящегося тела в разных направлениях. Трудно рассуждать об одной скорости полета, в случае наблюдения разных болидов над территорией России и в соседнем государстве (РК). Установленные учеными характеристики полета объекта не достаточно корректны, чтобы соотнести его с одним метеороидом (метеоритом). Множественность вспышек болида показывает построенная [56] световая кривая излучения. Для более объективных выводов требуется дополнительное исследование характеристик зафиксированных видеокамерами светящихся тел.
Спутниковые снимки NOAA/AVHRR показали наличие положительных тепловых аномалий, которые связаны с крупными линейными структурами и системами разломов земной коры [78]. Сейсмическая активность и тепловые аномалии зафиксированы в Средней Азии, Камчатке, в Китае, Индии, Японии. Аномалии имели сотни километров в длину и десятки – в ширину, появлялись за одну-две недели до толчка, их амплитуда достигала 5—7 °С [79].
В рамках единой концепции подготовки сейсмического события [80], наблюдаемые эффекты разделили на три категории: тепловые, атмосферные или облачные и электромагнитные или ионосферные. Вблизи поверхности земли тепловые аномалии проявляются в виде линейных структур, вытянутых вдоль активных разломов. Температура воздуха над областью подготовки землетрясения выше, чем вне нее. Вследствие градиентов температуры и давления образуется вертикальный восходящий поток. Процесс развития приводит к образованию крупномасштабной структуры – теплового пятна на уровне верхней кромки облаков 10—12 км (OLR – убегающее длинноволновое инфракрасное излучение). Вертикальная конвекция выносит кластерные ионы наверх, что приводит к вытеснению легких ионов и изменению проводимости атмосферы в пограничном слое. По мнению ученых, вертикальное электрическое поле над разломами поддерживает линейную структуру потоков кластерных ионов, что приводит к образованию линейных облачных структур, краткосрочных предвестников землетрясений.
6. Аналогии в природе явлений Тунгусского и Челябинского "болидов"
За последние 120 лет несколько крупных тел, пролетавших над территорией России, взорвались в ее атмосфере, произвели разрушения и многочисленные геофизические эффекты. В научном сообществе большинство думает, что 30.06.1908 и 15.02.2013 гг. в земную атмосферу проникли крупные небесные тела. Для противодействия космическим угрозам, при Совете РАН была создана экспертная группа по космосу. В состав группы вошли эксперты – представители РАН, Роскосмоса, Министерство науки и высшего образования РФ, Министерства по чрезвычайным ситуациям, Росатома, Министерства обороны и других ведомств и организаций. Главная задача группы – выработка концепции противодействия космическим угрозам. Возможный вариант решения проблемы, они видят в развитии существующих и создании новых средств обнаружения опасных небесных тел в околоземном космическом пространстве. Ученые наметили первоочередные работы по созданию новых и развитию существующих средств обнаружения опасных небесных тел в околоземном космическом пространстве. К работам, необходимым для обеспечения безопасности России от космических угроз, относятся [81]:
1) создание новых оптических наземных средств обнаружения опасных небесных тел;
2) развитие существующих средств мониторинга космического пространства в оптическом диапазоне.
3) развитие радиолокационных комплексов наблюдения космического мусора.
4) создание астрономического космического комплекса обнаружения и определения параметров движения опасных для Земли астероидов и комет, а также космического мусора.
Указаны инструменты обнаружения и предупреждения на подступах к планете, вынесенные в космическое пространство. Наиболее серьезными космическими угрозами ученые называют [82] космический мусор, астероидно-кометную опасность (АКО), космическую погоду. Космическая погода представляет угрозу серьезных потерь, прежде всего в сфере энергетики, связи и др. Возможность столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы (астероидами и кометами) признается глобальной угрозой, с причинением большого ущерба населению планеты, вплоть до уничтожения цивилизации. Ученые утверждают, что опасные небесные тела, приходящие с неба в дневное время, невозможно обнаружить с помощью любых наземных средств. В вопросах АКО практического решения требует:
– проблема обнаружения (выявления) всех опасных тел;
– проблема определения степени угрозы (оценка рисков) и принятия решений;
– проблема противодействия и уменьшения ущерба.
С астрономической точки зрения случаи входа астероидов в атмосферу Земли являются редкими событиями. Взорвавшееся над Челябинском и привлекшее внимание всего мира небесное тело, ученые не отнесли к числу опасных объектов. Академик Шустов Б.М. убежден, что событие 15.02.2013 г. по астрономическим меркам было рядовым. Подобная концепция соответствует принятой парадигме. Поэтому вопросы к ней остаются. Кажущаяся простота событий не подтверждается инструментальными наблюдениями. Астрофизики не могут точно сказать, откуда прибыли космические тела, взорвавшиеся в 1908 и 2013 гг.
Международная космическая политика подчиняется не глобальным интересам человечества, а интересам отдельных государств. В профильном правительственном ведомстве США (NASA) в 2016 г. создано Отдельное подразделение по защите Земли от угроз из космоса – Отдел по координации планетарной обороны (Planetary Defense Coordination Office) [83]. По нашему мнению, цель его создания – дезинформация противников и подача ложного сигнала о прибывающих в атмосферу планеты и взрывающихся там энергетических объектах. Только по наблюдаемым геофизическим проявлениям сложно давать заключение о природе взрывов. В материалах исследований двух неординарных событий, закончившихся взрывами в атмосфере, прослеживаются аналогии в происходивших процессах и их последствиях. Отметим, что изменения в магнитном поле планеты до момента взрыва, ученые объясняют движением крупных космических тел в магнитосфере и плазмосфере Земли. При этом допускают не только генерацию вариаций в компонентах магнитного поля, но и возбуждение геомагнитных пульсаций метеороидом. Геополитический противник заинтересован направить в тупик развитие космической науки РФ. Политическим и академическим кругам России не следует питать иллюзий в отношении соблюдения западными оппонентами Конвенции ООН по космическому праву.
Следующие эффекты, зарегистрированные в происшествиях, имеют отношение к событиям 30.06.1908 г. и 15.02.2013 г.:
– полет "болида" по траектории с малым углом наклона;
– взрыв тела в атмосфере;
– воздушная волна, обогнувшая земной шар;
– зоны разрушений на земной поверхности, протянувшиеся на сотни квадратных километров;
– расположение длинной оси области повала деревьев и зоны разрушений перпендикулярно траектории видимого тела;
– мощное световое излучение в момент взрыва;
– слабые сейсмические волны;
– локальное проявление магнитного возмущения;
– оптические аномалии в атмосфере, наблюдавшиеся в Европе (1908 г.) и Восточной Сибири (2013 г.).
Московский астроном, руководитель 24-х тунгусских экспедиций В.А. Ромейко убежден: «Челябинский метеорит стал почти полной копией Тунгусского» [84]. У двух событий по описанию совпадают особенности взрыва по комплексу атмосферных явлений. Мощность взрыва, произошедшего утром 15.02.2013 г., соответствует большой концентрации энергии в единице массы "болида". При взрыве Тунгусского тела концентрация энергии в одном кубическом сантиметре превышала на два порядка концентрацию обычных взрывчатых веществ [85]. Энергия, заключенная в одном кубическом сантиметре вещества Тунгусского метеорита, превышала в 80—140 раз удельную энергию тринитротолуола. Вещество, которое нам представляют как фрагменты распавшегося тела (Челябинского метеороида), не способно разложится и выделить энергию в том количестве, которую определили специалисты. Концентрация энергий в единице объема "болидов" при взрывах в 1908 и 2013 гг., если были и не равновеликими, то близкого порядка.
В настоящее время у науки нет достаточных доказательств, из какого вещества были тела, взорвавшиеся в 1908 и 2013 годах. Фрагменты якобы разрушенного Челябинского тела, осколками такового не являются. Те, кто их демонстрирует, либо ошибаются, либо это мошенники. В работе [86] был проведен анализ магнитограмм Иркутской обсерватории для Тунгусского и Челябинского болидов. Автор обращает внимание на поведение компоненты (Н), которая наблюдалась в обсерватории «Иркутск». За 70—80 мин до взрыва Челябинского метеороида (аналогично случаю с Тунгусским телом) наблюдалось изменение магнитного поля. Высказано предположение, что вторжение Тунгусского и Челябинского болидов вызывает в атмосфере идентичные вариации магнитного поля Земли до взрыва. Более качественная и полная информация о явлениях и процессах, протекавших накануне события, в день происшествия и после него, зарегистрирована и собрана по Челябинскому метеориту. Установив происхождение, природу тела и механизм взрыва одного "суперболида", можно с высокой степенью достоверности утверждать, что развитие другого события (1908 г.) происходило по аналогичному сценарию. В дальнейшем исследовании двух явлений будем исходить из данного постулата.
7. Физические свойства Земли
7.1. Физика атмосферы
Атмосфера – Ввнешняя газовая оболочка Земли, которая простирается приблизительно на 3000 км в космическое пространство. С высотой в ней меняются: давление, плотность, температура и другие физические свойства. Атмосфера содержит следующий химический состав (по объему): азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%. На долю остальных газов приходятся тысячные доли процента и меньше. До высоты 100 км химический состав воздуха существенно не меняется. Несколько выше 100 км атмосфера состоит главным образом из азота и кислорода. На высотах 100—110 км, под действием ультрафиолетовой излучения Солнца, молекулы кислорода расщепляются на атомы, появляется атомарный кислород. Выше 110-120 км кислород почти весь становится атомарным. Предполагается, что выше 400—500 км газы, составляющие атмосферу, также находятся в атомарном состоянии.
Атмосфера Земли, в результате температурных изменений, на разных высотах имеет слоистую структуру. По температурным и физическим условиям атмосферу делят на пять слоев. Вверх от поверхности Земли расположены: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера [87, 88]. Тропосфера – нижний слой атмосферы Земли до высоты 10—18 км. Содержит около 80% массы всей атмосферы, взвешенную в атмосфере пыль и почти вся воду. Вертикальная мощность тропосферы значительно зависит от характера атмосферных процессов и достигает 18 км. Слой тропосферы не подвержен суточным и сезонным изменениям в экваториальной и тропической зоне. Над приполюсными и смежными областями верхняя граница тропосферы лежит на уровне 8—10 км. В средних широтах она колеблется от 8 до 16 км. Переходный слой между тропосферой и вышележащей сферой (толщиной 1—2 км) носит название тропопаузы. Выше нее, от высот 8—17 до 50—55 км, простирается стратосфера. Давление и плотность воздуха с высотой быстро уменьшаются. Основная масса атмосферы размещается в нижних слоях, прилегающих к поверхности земли. В слое между уровнем моря и высотами 5—6 км сосредоточена половина массы атмосферы, в слое 0—16 км – 90%, в слое 0-30 км – 99%. Вес воздуха у поверхности земли равен 1033 г/м
, на высоте 20 км он равен 43 г/м
. Быстрое уменьшение массы воздуха происходит на высоте выше 30 км, на высоте 40 км вес составляет 4 г/м
. Высота слоя зависит от географической широты и времени года. Между слоями нет резких границ, некоторые из них частично перекрываются.
Начиная с высоты около 25 км, температура с высотой растет, достигая на высоте ~ 50 км (у границ слоя) максимальных положительных значений (+30 °С). Повышение температуры в этой сфере вызвано наличием озона. Под действием ультрафиолетовой радиации Солнца, молекулы кислорода расщепляются на атомы, появляется атомарный кислород. В процессе диссоциации молекулярного кислорода, ультрафиолетовое излучение поглощается. В слое возникают реакции, приводящие к образованию молекул озона (О
) О
+ О ? О
. Слой озона занимает часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км (в тропических и умеренных широтах), в полярных – 15—20 км. Наличие в атмосфере озона меняет ее свойства. Он защищает живую природу от действия ультрафиолетовых и других коротковолновых излучений. Играет большую роль в создании режима температуры и воздушных течений в стратосфере. Излучения с длиной волны короче 290 полностью поглощаются слоем озона, находящимся на высотах от 18 до 50 км (максимум плотности на высоте около 25 км). Общая толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям, т. е. к давлению 760 мм ртутного столба и температуре 0 °С, составляет около 3 мм. Температура воздуха в слое 10—40 км в высоких широтах зимой и летом резко различается. Зимой она опускается до —75 °С. Летом, вблизи тропопаузы, температура увеличивается до —45 °С. Выше тропопаузы температура растет и на высоте 30—35 км достигает —20 °С, что обусловлено прогреванием воздуха от слоя озона. В стратосфере очень мало водяного пара. Здесь не происходит процессов образования облаков и выпадения осадков. Ранее считали: газы в стратосфере разделены по слоям, в соответствии со своими удельными весами. Предполагалось, что при равенстве поглощенной и отраженной солнечной радиации, образуется равновесие температур в стратосфере и перемешивания воздуха не происходит. Данные, полученные с помощью радиозондов и метеорологических ракет, показали: происходит интенсивная циркуляция воздуха ветром, температура изменяется в больших пределах.
Над различными частями Земли количество озона неодинаково. Спектроскопическими методами в 1984 г. в слое над Антарктидой была обнаружена «озоновая дыра» [89]. Спутниковые измерения позволили "оконтурить" озоновую дыру и следить за ее изменениями. Депрессия озона, или озоновая «дыра», развивается в Антарктике ежегодно в весенний период. Разрушение озона в области, ограниченной стратосферным полярным вихрем, демонстрирует значительные межгодовые флуктуации, интенсивность которых сравнима с величиной многолетнего отрицательного тренда содержания озона, наблюдающегося с начала 80-х годов прошлого века [90]. Озоновая?«дыра»?над?Антарктикой с 2014 по 2019 гг. уменьшилась с 20,9 до 9,3 млн. км
. По мнению ученых, межгодовые флуктуации, являясь следствием причин динамического характера, не позволяют однозначно определить многолетний тренд общего содержания озона.
Над стратосферой, примерно до высоты 80 км, лежит слой мезосферы. Наблюдениями с помощью метеорологических ракет установлено, что общее повышение температуры, наблюдающееся в стратосфере, заканчивается на высотах 50-55 км. Выше этого слоя температура понижается и у верхней границы мезосферы достигает —90 °С. Понижение температуры в мезосфере с высотой на различных широтах и в течение года происходит неодинаково. В низких широтах снижение температуры происходит более медленно, чем в высоких широтах. Средний для мезосферы вертикальный градиент температуры равен 0,23—0,31 °С на 100 м. Температура в мезосфере опускается до —138 °С. В верхней мезосфере (в слое мезопаузы) понижение температуры с высотой прекращается. Как показали новейшие исследования в высоких широтах, температура на верхней границе мезосферы летом на несколько десятков градусов ниже, чем зимой [91].
Атмосфера, лежащая выше 80 км, состоит главным образом из азота и кислорода. Выше мезосферы, на высоте от 80 до 800 км над поверхностью Земли, расположена термосфера, для которой характерно повышение температуры с высотой. По данным, полученным с помощью ракет, установлено, что в термосфере уже на высоте 150 км температура воздуха достигает 220—240 °С, а с высоты 200 км – более 500 °С. С ростом высоты продолжает повышаться температура. На отметке 500—600 км она превышает 1500 °С. С помощью искусственных спутников, было установлено, что температура в верхней термосфере, достигая 2000 °С, в течение суток значительно колеблется. Температура газа – это мера средней скорости движения молекул. В высоких слоях, где плотность воздуха очень мала, столкновения между молекулами, находящимися на больших расстояниях, очень редки. Чем вызван подъем температуры в высоких слоях атмосферы, ученые не знают. На высотах выше 110—120 км кислород почти весь становится атомарным. В сумерки, или перед восходом солнца, при ясной погоде, здесь наблюдаются тонкие облака серебристо-синего цвета, уходящие за горизонт. Природа серебристых облаков изучена слабо.
Давление и плотность воздуха с высотой быстро уменьшаются. Воздух разрежен на высоте 300—400 км и выше. В течение суток его плотность сильно изменяется. Исследования показывают, что изменение плотности согласуется с положением Солнца. Наибольшая плотность воздуха – около полудня, наименьшая – ночью. Объясняют тем, что верхние слои атмосферы реагируют на изменение электромагнитного излучения Солнца. Предполагается, что газы, составляющие атмосферу выше 400—500 км, находятся в атомарном состоянии. Поверхность, разделяющая термосферу от экзосферы, испытывает колебания в зависимости от изменения солнечной активности и других факторов. Экзосфера (сфера рассеяния) – самая верхняя часть атмосферы, расположена выше 800 км. Она мало изучена. По данным наблюдений температура в экзосфере с высотой возрастает предположительно до 2000°. Частицы в экзосфере, двигаясь с огромными скоростями, почти не встречаются друг с другом.
7.2. Ионосферные слои в атмосфере
В начале XX века большой вклад в понимание физики атмосферного электричества внес шотландский физик Ч.Т.Р. Вильсон, лауреат Нобелевской премии по физике за 1927 год. Он обнаружил наличие ионов в атмосфере и показал, что Земля заряжена отрицательно, а космические лучи вызывают разрядку планеты. Согласно теории, атомы и молекулы, потерявшие один или несколько электронов, становятся положительно заряженными, а свободный электрон может присоединиться снова к нейтральному атому или молекуле, передавая им свой отрицательный заряд. Согласно теории, положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы называются ионами. Ионы и свободные электроны делают газ проводником электричества.
Ионосфера – область атмосферы выше 50 км, содержит заряженные частицы. Особенностью атмосферы выше 60-80 км является ее ионизация, т. е. процесс образования огромного количества электрически заряженных частиц – ионов. Атмосфера Земли представляет слоистую систему. В ней выделяют три основных области ионизации: D (80км), E (110км) и F-слой, который делится на F1 (170км) и F2 (250км) [46]. Ионосферная плазма – это среда, в которой присутствуют электроны и ионы тепловых энергий, являющиеся результатом ионизации составляющих нейтральной атмосферы электромагнитными и корпускулярными излучениями [47].
Высокие слои атмосферы менее всего изучены. Ранее предполагали, что верхняя граница атмосферы находится на высоте около 1000 км. Представление ученых об ионосфере изменилось, после запуска искусственных спутников Земли. Результаты исследований показали, что околоземное пространство заполнено заряженными частицами. На основе торможения искусственных спутников Земли было установлено, что на высотах 700—800 км в 1 см
содержится до 160 тысяч положительных ионов атомного кислорода и азота.
В исследовании высоких слоев атмосферы и околоземного пространства используются данные, получаемые со спутников серии «Космос» и космических станций. Применение ракет, а позже спутников, позволило непосредственно измерить ионный состав и другие физические характеристики ионосферы на всех высотах. Установлено, что концентрация электронов (n
) распределена в слоях по высоте неравномерно: имеются области, где она достигает максимума. Таких слоев, расположенных на разных высотах, в ионосфере несколько, они не имеют резко выраженных границ. На высоте 60—470 км имеется сплошной массив ионизованного газа с отдельными неоднородностями. Ранее предполагалось, что в ионосфере имеются четыре основных ионизованных слоя: слой D (на высоте 50 км), слой Е (110—120 км), слой F1 (120—200 км) и слой F2 (250—400 км). Средняя концентрация ионизованных частиц (электронов/см
): слой D – имеет концентрацию 10
, слой Е – 10
, слой F1 – 5 ? 10
, слой F2 – 10
[92]. Национальный стандарт Российской Федерации [87] уточнил местоположение слоев:
Область F – часть ионосферы, расположенная над поверхностью Земли на высоте более 140 км.
Область Е – часть ионосферы, расположенная приблизительно между 90 и 140 км над поверхностью Земли.
Область D – часть ионосферы, расположенная приблизительно между 50 и 90 км над поверхностью Земли.
Слой F2 – верхний из двух ионизированных слоев, на которые может распадаться область F.
Слой F1: нижний ионизированный слой из двух слоев, на которые может распадаться область F.
Слой E
(спорадический): узкий, нерегулярно образующийся слой на высотах области Е.
Максимуму ионизации соответствует верхний слой (F2). Положение ионосферных слоев и концентрация ионов в них все время меняются. Все зависит от солнечной активности. В ионосфере наблюдаются полярные сияния, а также резкие колебания магнитного поля – ионосферные магнитные бури. Температура в ионосфере растет с высотой до очень больших значений. На высотах около 800 км она достигает 1000°. От степени ионизации зависит электропроводность атмосферы. Проводимость ионосферы в 10
раз больше, чем у земной поверхности. В ионосфере различают две части: простирающуюся от мезосферы до высот порядка 1000 км и лежащую над нею внешнюю часть. На высоте около 2000-3000 км газы, постепенно разрежаясь, переходят в мировое пространство. С помощью спутников и геофизических ракет установлено существование в верхней части атмосферы и околоземном космическом пространстве радиационного пояса Земли, начинающегося на высоте нескольких сотен километров и простирающегося на десятки тысяч километров от земной поверхности. Радиационные зоны опасны для людей, совершающих полеты на космических кораблях.
7.3. Электрическое поле Земли
Земля заряжена отрицательно, ее полный электрический заряд равен 6 ? 10
