[科普中国]-电离层突扰

现象描述

电离层突扰（sudden ionospheric disturbance; SID），又称电离层突发扰动，是指太阳耀斑爆发使电离层低层（主要是 D 层）的电离度突增，而对无线电通信造成骚扰现象。

出现此现象时，电离层的突然变化使短波的正常通讯条件受到破坏，无线电通信受到强烈干扰。伴随耀斑的1 - 8 A 的太阳X射线，辐射强度可比正常条件下增大数个量级；极紫外谱段强度也有增加，增强的辐射以光速到达 地球，使电离层D层的电子数密度骤增，短波突然受到强烈吸收甚至使短波通信中断，延续时间从几分钟到几十分钟（参见电离层吸收）。1

影响通常无线电长波在D层底部和地面之间传播，由于其稳定性好而用于授时和全球导航，但在突发强扰期间则长波的相位和场强也突然变动；播发标准时间和标准频率的短波信号除遭到吸收外，还由于下层的突然变化而使标准频率偏移几到十几赫兹。1

电离层吸收电离吸收是指无线电波通过电离层传播时，部分能置损失于介质中而受到衰减的现象。

吸收的主要机制是：波的电场能量和电子动能之间相互转换的过程中，由于电子和中性分子的碰撞，使电子从波获得的动能不能重新全部转换成电场能量， 从而使波损失了一部分能置而加热了中性分子。这种吸收与介质的电子数密度和电子与中性分子的碰撞频率， 以及电波本身的频率有关。

一般低频波损失大，电子密度和碰撞频率大的区域吸收强，电离层D度由于碰撞频率很大，因而对E和F层反射的中、短波有较强的吸收。 太阳耀斑爆发时，增强的X射线使D层电子密度骤增， 从而使电离层吸收大大增强，可引起正常的短波通讯中断几分钟至几十分钟。1