Región F

La región F de la ionosfera alberga la capa F de ionización, también llamada capa de Appleton-Barnett , en honor al físico inglés Edward Appleton y al físico y meteorólogo neozelandés Miles Barnett . Al igual que en otros sectores ionosféricos, «capa» implica una concentración de plasma , mientras que «región» es el volumen que contiene dicha capa. La región F contiene gases ionizados a una altura de entre 150 y 800 km (93 y 497 millas) sobre el nivel del mar, lo que la sitúa en la termosfera terrestre , una región caliente de la atmósfera superior , y también en la heterosfera , donde la composición química varía con la altura. En general, la región F tiene la mayor concentración de electrones e iones libres de toda la atmósfera. Puede considerarse que está compuesta por dos capas: la capa F1 y la capa F2.  

La región F se ubica directamente encima de la región E (anteriormente la capa de Kennelly-Heaviside) y debajo de la protonosfera . Actúa como un reflector confiable de señales de radio de alta frecuencia, ya que no se ve afectada por las condiciones atmosféricas, aunque su composición iónica varía con el ciclo de manchas solares. Refleja frecuencias de incidencia normal iguales o inferiores a la frecuencia crítica (aproximadamente 10  MHz) y absorbe parcialmente ondas de mayor frecuencia.

La capa F1 es el sector inferior de la capa F y existe desde aproximadamente 150 a 220 km (93 a 137 mi) sobre la superficie de la Tierra y solo durante las horas de luz. Está compuesta por una mezcla de iones moleculares O ₂ ⁺ y NO ⁺ , e iones atómicos O ⁺ . ^{[ 1 ]} Por encima de la región F1, el oxígeno atómico se convierte en el constituyente dominante porque las partículas más ligeras tienden a ocupar altitudes más altas por encima de la turbopausa (a ~ 90 km; 56 mi ). Este oxígeno atómico proporciona los iones atómicos O ⁺ que componen la capa F2. La capa F1 tiene aproximadamente 5 × 10 ⁵ e/cm ³ (electrones libres por centímetro cúbico) al mediodía y actividad mínima de manchas solares , y aumenta a aproximadamente 2 × 10 ⁶ e/cm ³ durante la actividad máxima de manchas solares. La densidad cae por debajo de 10 ⁴ e/cm ³ por la noche.    

• La capa F ₁ se fusiona con la capa F _{2 durante la noche.}
• Aunque bastante regular en sus características, no es observable en todas partes ni todos los días. La principal capa reflectante durante el verano para trayectorias de 2000 a 3500 km (1200 a 2200 mi) es la capa F1 _. Sin embargo, esto depende de la frecuencia de una señal propagada. La densidad electrónica de la capa E y la MUF resultante, frecuencia máxima utilizable , durante períodos de alta actividad solar pueden refractar y, por lo tanto, bloquear señales de hasta aproximadamente 15 MHz, impidiendo que lleguen a las regiones F1 y F2. Como resultado, las distancias son mucho más cortas que las posibles con refracciones de las regiones F1 y F2, pero las señales con ángulos de radiación extremadamente bajos (inferiores a unos 6 grados) pueden alcanzar distancias de 3000 km (1900 mi) mediante refracciones de la región E. ^{[ 2 ]}       
• La capa F2 _se encuentra aproximadamente entre los 220 y los 800 km (140 y 500 millas) sobre la superficie terrestre. Es la principal capa reflectante para las comunicaciones de radio HF , tanto de día como de noche. La distancia máxima de propagación de un solo salto en la _capa F2 suele ser de unos 4000 km (2500 millas) . La capa F2 _tiene una luminosidad de aproximadamente 10⁶ _e ^/ cm³ ^. Sin embargo, las variaciones suelen ser grandes, irregulares y particularmente pronunciadas durante las tormentas magnéticas. El comportamiento de la capa F está determinado por los complejos vientos termosféricos.    

Las frecuencias críticas de la capa F2 _son las frecuencias que no atravesarán la capa F2. _[ ^{3 ] [ 4 ] En} raras condiciones atmosféricas, puede ocurrir la propagación de F2 , lo que da como resultado que las señales de televisión VHF y radio FM se reciban a grandes distancias, mucho más allá del área de recepción normal de 40 a 100 millas (64 a 161 km ) . 

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