E層

電子密度在10³～10⁵釐米^-3之間。在中、低緯度地區，電子密度峯值所在的高度通常為100～120千米。在夜間，E層電子密度峯值一般為5×10³釐米^-3。太陽紫外線（1000～1020埃）和X射線（10～170埃）是E層的主要電離源。E層主要離子成分是和NO⁺。

電離層（Ionosphere）是地球大氣的一個電離區域。電離層（ionosphere） 受太陽高能輻射以及宇宙線的激勵而電離的大氣高層。60千米以上的整個地球大氣層都處於部分電離或完全電離的狀態，電離層是部分電離的大氣區域，完全電離的大氣區域稱磁層。也有人把整個電離的大氣稱為電離層，這樣就把磁層看作電離層的一部分。除地球外，金星、火星和木星都有電離層。電離層從離地面約50公里開始一直伸展到約1000公里高度的地球高層大氣空域，其中存在相當多的自由電子和離子，能使無線電波改變傳播速度，發生折射、反射和散射，產生極化面的旋轉並受到不同程度的吸收。

電離層形態是電離層中電子密度等基本參量的空間結構（高度和經緯度分佈）及其隨時間（晝夜、季節和太陽活動週期）變化的情況。電離層可從低到高依次分為D層、E層和F層等，其中F層還可分為F1層和F2層。E層和F1層中，電子遷移作用較小，具有查普曼層的主要特性。層的臨界頻率П（其平方正比於峯值電子密度）與太陽天頂角ě近似地滿足由簡單層理論所導出的關係式П=ɑcosě(兆赫)，式中ɑ和b為常數。這個關係式反映了電離層電子密度隨時間和地區變化的基本趨勢。在較高的F2層，電離輸運起着重要作用；在地球磁極，存在着外來帶電粒子的轟擊，形態更為複雜。D層和F1層的峯形一般並不很凸出。 ^[1] 

離地面約50～90公里。白天，峯值密度NmD和相應高度hmD的典型值分別為10釐米和85公里左右。無線電波中的短波在該層受到較大的吸收。太陽活動最高年的吸收幾乎是最低年的兩倍。一年之中，NmD的夏季值大於冬季值，但在中緯地區，冬季有時會出現異常吸收。夜間，電離基本消失。

離地面約130公里以上，可再分為F1和F2層。

①F1層（離地面約130～210公里）：白天，峯值密度NmF1及其相應高度hmF1的典型值分別為2×10釐米和180公里。F1層峯形夜間消失，中緯度F1層只出現於夏季，在太陽活動高年和電離層暴時，F1層變得明顯。NmF1和hmF1的變化與E層類似，大致符合簡單層的理論公式，這時ɑ≈4.30.01R，b≈0.2。

②F2層（離地面約210公里以上）：反射無線電信號或影響無線電波傳播條件的主要區域，其上邊界與磁層相接。。在任何季節，NmF2的正午值都與太陽活動性正相關。hmF2與太陽活動性一般也有正相關關係，除赤道地區外，夜間值高於白天值。在F2層，地球磁場大氣各風系、擴散和其他動力學因素起着重要的作用，其形態變化不能用查普曼的簡單層理論來描述，於是F2層比起E層和F1層便有種種“異常”。所謂日變化異常是指F2層電子密度的最大值不是出現在正午(通常是在本地時間13時至15時)，同時NmF2還具有半日變化分量，其最大值分別在本地時間上午10～11時和下午22～23時。季節異常是指F2層正午的電子密度在冬季要比夏季高。赤道異常是指F2層電子密度並不在赤道上空最大，它明顯地受地磁場控制，其地理變化呈“雙峯”現象，在磁緯±20度附近達到最大值。在高緯度地區，可觀測到許多與帶電粒子沉降有關的異常現象。其中，最為重要的是F層“槽”，這是地球背陽面上從極光圈開始朝向低緯寬約5～10度的低電子密度的帶區。 ^[2]