1.

Introduzione

Ionosfera Strato dell'atmosfera composto da gas ionizzati, che si estende tra i 60 e i 500 km di quota. A tali altitudini l'aria è estremamente rarefatta (ha circa la stessa densità del gas contenuto in un tubo a vuoto) cosicché si verificano poche collisioni tra le particelle ionizzate e queste tendono a conservare la carica che hanno acquisito per effetto dell'interazione con la radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole.

2.

La riflessione delle onde elettromagnetiche

La ionosfera ha grande influenza sulla propagazione dei segnali radio. L'energia irradiata da un trasmettitore verso la ionosfera viene in parte assorbita dall'aria ionizzata e in parte riflessa, e così rinviata verso la superficie terrestre: questo effetto permette la ricezione di segnali a distanze molto maggiori di quanto sarebbe possibile se le onde radio viaggiassero lungo la superficie terrestre.

Le onde riflesse, comunque, raggiungono la superficie terrestre solo a distanze ben definite dal trasmettitore, e la distanza dipende dall'angolo di riflessione e dall'altitudine a cui il fenomeno è avvenuto. Pertanto, un segnale radio non rilevabile a 100 km dal trasmettitore può essere rilevabile a 500 km. In alcune aree i segnali propagati al suolo e quelli riflessi dalla ionosfera possono dar luogo a fenomeni di interferenza in corrispondenza del ricevitore, e così attenuarsi.

L'entità della riflessione nella ionosfera diminuisce via via che aumenta la frequenza, e per frequenze molto alte è quasi inesistente. Sia la televisione sia le radio a modulazione di frequenza utilizzano onde ad alta frequenza. Trasmissioni a lunga distanza di queste onde possono essere effettuate solo in linea retta, ad esempio fra la Terra e un satellite per telecomunicazioni; il segnale sarà poi rinviato dal satellite a un punto distante della superficie terrestre.

3.

Struttura della ionosfera

La ionosfera viene di solito divisa in due strati principali: uno inferiore, designato come strato E (talvolta chiamato strato di Heaviside o di Kennelly-Heaviside), che è compreso tra circa 80 e 110 km di altitudine e che riflette le onde radio di bassa frequenza; uno superiore, lo strato F, o strato di Appleton, che riflette le onde radio di frequenza più elevata. Quest'ultimo viene ulteriormente suddiviso in uno strato F₁, che inizia a circa 180 km di altitudine, e uno strato F₂, ad altitudini superiori ai 300 km. Lo strato F sale durante la notte, modificando le proprie caratteristiche riflettenti.