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电离层早期理论 ——1928年以前 Hulburt陈曦 现象（1925-1926） Breit Tuve 华盛顿 （Taylor）70m无线电波 夏季和秋季的白天 220km和90km 反射 Appleton Barnett 伦敦 400m无线电波 100-130km 10^5个/立方厘米 Taylor Hulburt（Taylor）50m无线电波 240km 4×10^5个/立方厘米 中纬度白天 总结和命名 Appleton E区:90-120km； F区:200-240km Watson-Watt ionosphere 与太阳的关系 Taylor : 跳距(skip distance)上午减小，中午最小，下午到夜间增大 猜想由太阳辐射，可能是短波辐射产生 无法检验，因为19km以上大气层空气成分、温度、密度一无所知 1925年以前大气理论 从地面到12km温度降低，12-19km不变 假定19km以上稳定（无日、季变化；无风）的冷空气 较重的成分沉降到较低的地方，较轻的成分浮到上面，130km以上是纯氦，再高的地方是纯氢 大气理论的缺陷 30-120km流星运动、80km夜光云漂移、下行反射无线电波的变化多端，说明高空大气是活动的，有风的 紫外线加热作用，高空大气温度较高 Maris大气理论 因审稿人认为其过于大胆，压了两年于1928年发表 1928年 Hulburt 电离层早期理论的理论大气 Maris大气理论（1）：成分 假定均匀混合，计算扩散率 扩散分离时间130km五天，110km一年，由于“一定存在垂直方向气流(湍流和对流翻转)” 海平面到130km的大气成分基本不变 Maris大气理论（2）：温度 臭氧层（≈20km）吸收开始于2890埃，缺少此波长以下的太阳光谱资料 根据6000K黑体太阳辐射外延到紫外区，160-300km气温白天每小时增加50K 冷却原因可能是是对流以及热空气受到风的搅拌作用，但缺少具体理论和数据 猜测150km以上白天气温300K-1000K，夜间较低 Maris大气理论（3）：密度 300km以内在冬夜、夏夜、冬昼和夏昼各种大气常在气体分子密度表 电子的产生 电离层各处电中性 无线电波折射取决于粒子电荷和质量倒数，电子比离子重要10000倍以上 电子由于高空气体吸收太阳紫外线产生，波段1000埃以下 将6000K黑体辐射外推至1000埃以下，计算各个高度的电子产生率 电子的消失 扩散到别的区域（输运项）： 受正离子扩散控制，150km以下忽略，200km以上举足轻重 与正离子复合：三体碰撞（仅对D层重要？） 附着于中性分子：仅对氧发生，测定了常温常压下的附着系数，并外推到电力层区域的温度和压力范围 （没有提到分解型？） 电子密度 产生率与消失率平衡，计算电子密度 夏季白天，190km附近最大值4×10^5个/立方厘米，向下20km和向上80km降低 冬季白天，160km附近最大值1.2×10^5个/立方厘米 白天跳距与观测值相符 夜间假定产生率为0，夏季午夜150km最大值10^3个/立方厘米，冬季午夜140km最大值10^2个/立方厘米 夜间跳距比真实值大4-5倍，说明夜间电离程度理论上降低过快，原因未知 （但白天和午夜的值与现在的数据基本相同？） 总结 部分成功：F区白天 不完善：F区夜间；E区 E区的讨论：从100km到外层空间垂直柱体内大气分子总数相当于常温常压下6cm的空气，产生E区需要太阳辐射穿透6cm的空气，看来太阳短波可以产生E区，但根据1928年的知识无法说明其波长和强度