F領域

電離層のF領域には、電離層の F 層があり、これはイギリスの物理学者エドワード・アップルトンとニュージーランドの物理学者で気象学者のマイルズ・バーネットにちなんでアップルトン・バーネット層とも呼ばれています。他の電離層セクターと同様に、「層」はプラズマの集中を意味し、「領域」はその層を含む体積を意味します。F 領域は、海抜約150 ～ 800 km (93 ～ 497マイル)の高さに電離ガスを含み、地球の熱圏、つまり上層大気の高温領域、そして化学組成が高度によって変化する異質圏に属します。一般的に、F 領域は大気中のどこよりも自由電子とイオンの濃度が最も高い領域です。F 領域は、F1 層と F2 層の 2 つの層から構成されていると考えることができます。  

F領域は、E領域（旧称ケネリー・ヘヴィサイド層）の真上、陽子圏の真下に位置しています。大気の状態に影響されないため、HF無線信号の信頼できる反射体として機能しますが、そのイオン組成は太陽黒点周期によって変化します。F領域は、臨界周波数（約10MHz ）以下の垂直入射周波数を反射し 、それより高い周波数の波を部分的に吸収します。

F1層はF層の下部セクターで、地球表面から約150～220km （93～137マイル）の高さに存在し、日中のみ存在します。分子イオンO2 ⁺とNO ⁺、および原子イオンO ⁺の混合物で構成されています。^[ ₁ ^] F1領域より上では、より軽い粒子がターボポーズ（約90km 、56マイル）より上のより高い高度を占める傾向があるため、原子酸素^が主要な構成要素となります。この原子酸素は、F2層を構成するO ^{+原子イオンを提供します。F1層の自由電子密度は、正午と}太陽黒点活動が最小のときに約5× ¹⁰⁵ e/cm3 ^（立方センチメートルあたりの自由電子）で、太陽黒点活動が最大になると約2×106 ^e /cm3^まで増加します。密度は夜間に¹⁰⁴ e/cm3^{以下に低下します。}    

• 夜間には、F1層はF2層_へと_移行する。
• その特性はかなり規則的であるが、どこでも、あるいは毎日観測できるわけではない。夏季に2,000～3,500 km (1,200～2,200 mi)の経路で主要な反射層となるのは F ₁層である。ただし、これは伝搬信号の周波数に依存する。太陽活動が活発な時期には、E 層の電子密度とそれに伴う最大使用可能周波数(MUF)により、最大約 15 MHz の信号が F1 および F2 領域に到達するのを屈折させて遮断することができる。その結果、距離は F1 および F2 領域からの屈折で可能な距離よりもはるかに短くなるが、極めて低い放射角の信号 (約 6 度未満) は、E 領域の屈折によって3,000 km (1,900 mi)の距離に到達することができる。^{[ 2 ]}       
• F ₂層は、地球表面から約220 ～ 800 km (140 ～ 500マイル)上空に存在します。F ₂層は、昼夜を問わずHF無線通信の主要な反射層です。1ホップのF ₂伝搬の地平線限界距離は通常約4,000 km (2,500マイル)です。F ₂層の電子密度は約 10 ⁶ e/cm ³です。ただし、変動は通常大きく、不規則で、磁気嵐のときに特に顕著です。F 層の挙動は、複雑な熱圏風によって支配されています。    

臨界F2_{層周波数は、 F2}層を通過しない周波数です。^{[ 3 ] [ 4 ]}まれな大気条件下では、F2伝搬が発生し、VHFテレビやFMラジオの信号が通常の40～100マイル（64～161km ）の受信範囲をはるかに超えて遠くまで受信されることがあります。 

•  この記事は、連邦規格1037C（一般調達局）からのパブリックドメイン資料を組み込んでいます。 2022年1月22日にオリジナルからアーカイブされました。