Ionosféra

Ionosféra je další vrstva atmosféry, která ale již nepatří do dělení atmosféry do vrstev podle průběhu teploty s výškou. Ionosféra by patřila do vrstev atmosféry, na něž se atmosféra dělí podle elektrické vodivosti. Ultrafialové záření přicházející ze Slunce může atomy a molekuly vzduchu ionizovat, tj. odtrhnout z nich elektron. V nižších vrstvách atmosféry je hustota vzduchu tak vysoká, že se kladný iont vzniklý touto ionizací prakticky okamžitě srazí s elektronem a rekombinuje s ním opět na neutrální atom nebo molekulu. Ve výškách nad 60 km je ale hustota vzduchu již malá a doba života iontu je tam proto tak dlouhá, že v kterýkoliv okamžik je přibližně jeden atom z milionu ionizován. Tato vrstva slabě ionizovaného plynu (plazmy) se nazývá ionosféra.

Vzhledem k tomu, že ionosféra je vodivá, odráží rádiové vlny. Podmínkou pro odraz vlnění však je, že frekvence rádiových vln je nižší než určitá kritická frekvence. Tato kritická frekvence závisí na koncentraci iontů: čím více je vzduch ionizován, tím vyšší je kritická frekvence a tím více rádiových vln se od ionosféry odráží. Vzhledem k tomu, že vzduch je ionizován slunečním zářením, mění se kritická frekvence v závislosti na denní i roční době a v závislosti na dalších faktorech.

Odrazu rádiových vln od ionosféry se používá při rádiovém spojení na krátkých vlnách (frekvence 1 MHz až 15 MHz).Vzhledem k tomu, že tyto vlny se od ionosféry odráží, je možné krátkovlnnými vysílačkami navázat spojení mezi i značně vzdálenými místy zeměkoule (třeba i na opačné polokouli). Frekvence, která je k tomuto spojení nutná, musí být menší než kritická frekvence, jinak by rádiové vlny ionosférou procházely a neodrážely by se. Na druhé straně je vhodné, je-li jejich frekvence co nejvyšší, neboť tím se snižuje útlum vln v atmosféře. Z toho důvodu je nutné krátkovlnné vysílače i několikrát za den přelaďovat na jiné frekvence. V noci je ionizace (a tedy i kritická frekvence) nižší a je tedy výhodnější vysílat na nižší frekvenci (9 MHz), přes den se kritická frekvence zvyšuje a poslech je lepší na frekvencích okolo 51 MHz.