La Ionosfera (II): Formación de la Ionosfera

Segunda entrega de una serie de 4 artículos de Alonso Mostazo Plano (EA3EPH) sobre la ionosfera.

La atmósfera de la Tierra está formada por diversos gases y durante el día, aproximadamente por encima de los 60 Km, la radiación solar en determinadas frecuencias ioniza los elementos que encuentra a su paso, pero además ocurre también el efecto contrario, la recombinación. A partir de esa altura, esa constante oposición entre ionización y recombinación es la que da origen a una variabilidad ya que ambas dependen de la altura, latitud y hora del día.

La ionización es el proceso por el cual un átomo o molécula son desequilibrados, convirtiéndose en portadores de una carga eléctrica positiva al perder uno o más electrones y cargándose positivamente, o bien por ganar uno o más electrones y cargándose negativamente.

La energía necesaria para extraer un electrón de un átomo o molécula es diferente, cuanto más cercano está el electrón al núcleo, mayor es la energía necesaria para extraerlo, por lo que la energía de ionización a menudo se refiere a la energía necesaria para arrancar un electrón de los más externos y dicha energía es diferente para uno u otro elemento, conociéndose como electrón libre aquél que ha sido arrancado del átomo o molécula.

Aurora Boreal fotografiada desde la ISS en 2011

Aurora Boreal fotografiada desde la Estación Espacial Internacional en 2011 (Imagen: NASA)

En la ionosfera son varios elementos los que son ionizados, como el nitrógeno y oxígeno molecular N2 y O2 o el oxígeno monoatómico O, juntos forman una mezcla de partículas cargadas eléctricamente en la que la carga negativa total es igual en módulo a la carga positiva, dicha mezcla se conoce con el nombre de plasma que es un estado de la materia altamente ionizado en el que el número de electrones libres es aproximadamente igual al número de iones positivos y de ello es responsable la radiación ultravioleta en las zonas medias y altas, así como los rayos X en las zonas más bajas.

Debido a que los electrones tienen propiedades para transportar la carga eléctrica y ésta se manifiesta a través de fuerzas de atracción o repulsión, se ocasionan desplazamientos o movimientos que dan origen a corrientes en la ionosfera, pero al estar además bajo el efecto  del campo magnético de la Tierra, así como de la actividad solar, el movimiento de dichas cargas es mucho más complicado.

En general, a lo largo del día se da constantemente una ionización que va en aumento desde  poco antes de amanecer hasta horas cercanas al mediodía “aunque no exactamente” y después comienza a darse mayormente el efecto contrario, la recombinación.

La recombinación es proceso en el que cada átomo o molécula recupera a los electrones, ésta alcanza su máximo a lo largo de la noche, es más rápida en latitudes altas, menor en las  noches de primavera/verano en una u otra latitud y siempre más lenta en latitudes bajas, aunque con diferencias en una u otra fecha.

Además y al margen de la radiación solar, hay un par de “causas” de ionización aprovechables desde la Radioafición:

1/-Al entrar en la atmósfera meteoros y debido al fuerte rozamiento, originan gran desprendimiento de energía que llega a ocasionar ionización en las zonas afectadas, aunque durante muy cortos plazos de tiempo.

2/-Debido a movimientos anormales que a veces realizan los iones, choques de las moléculas del viento neutro dado en la ionosfera, así como la interacción del campo magnético, a veces se ocasionan acumulaciones de iones mayormente en alturas comprendidas entre los 100Km y 140 Km aproximadamente que conocemos como ionización  esporádica, una variación “irregular” de la ionosfera que cambia sus propiedades rápidamente, se da con más frecuencia en primavera/verano en latitudes medias y tiene características de su formación diferentes en latitudes altas, medias y bajas.

En menos letras:

Debido a la radiación,
los elementos son afectados
por diferentes frecuencias
quedan desequilibrados.
Todo es cosa de energías,
hay un constante reajustar
en busca del equilibrio
poco a poco, sin parar.
Mientras tanto esas señales,
unas vienen y otras van
y en una u otra frecuencia
nunca dejan de informar.
Todo depende de todo,
hay continuas variaciones
uno u otro parámetro
va cambiando sus valores.
Todos juntos limitan,
día a día sin cesar
muy despacio y con cuidado
qué frecuencia utilizar.

Autor: Alonso Mostazo Plano (EA3EPH).

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