Elektronenproduktion,Rekombination, Elektronendichte und Absorption in der ionosphärischenD-Region und ihre jahreszeitlichen Variationen

Zusammenfassung Es wird die Gleichung für die Elektronenproduktionq(z) abgeleitet, die die meteorologischen Elemente der Mesosphäre berücksichtigt. Nach Angaben über die mit Satelliten und Raketen gemessene Röntgenstrahlung mit 8 Å wird das Differentialspektrum des ionisierenden Energieflusses für eine mittlere Sonnenaktivität konstruiert. Auf dieser Grundlage und nach der bekannten Intensität der Strahlung Ly- sowie nach Angaben über dieElektronenproduktion der kosmischen Strahlung werden die Profileq _Rö(z),q _Ly-(z) undq _CR(z) für mittlere geographische Breiten und Standardatmosphäre entwickelt. Nach eingehender Analyse der vollständigen Gleichung für den effektiven Rekombinationskoeffizienten wird für die Verhältnisse in der tiefen Ionosphäre der Beitrag jeder einzelnen Komponente der Gleichung bestimmt. ist eine recht veränderliche Grösse, die von den aeronomischen und meteorologischen Verhältnissen und der Sonnenzenitdistanz abhängt. Aus den fürq(z) und (z) erhaltenen Angaben werden zwei ElektronendichteprofileN(z) für =30° und 75° erhalten. Das ProfilN(z) bei =30° wird mit dem gemittelten Profil einer umfangreichen Gruppe experimentell gefundener VerteilungenN(z) verglichen; das Profil bei =75° wird durch Messung der deviativen und nondeviativen Absorption für eine längere Zeitperiode überprüft. In beiden Fällen hat sich die Richtigkeit der theoretisch erhaltenen Profile bestätigt. Die jahreszeitlichen Variationen der nondeviativen Absorption in derD-Region sind ausschliesslich durch die Variationen der meteorologischen Parameter im Bereich der Mesopause bei konstantem Energiefluss der ionisierenden Strahlung bedingt.

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Summary An equation about the electron production is deduced in which the meteorological elements of the mesosphere are taken into account. The differential spectrum of the ionizing energy flux with 3 Å for average solar activity is constructed on evidence from rocket and satelitc measurements. The profilesq _Rö(z),q _Ly-(z) andq _CR(z) for mean geographical latitudes and standard atmosphere are plotted on that basis as well as on data fot the known intensity of the Ly- emission and the electron production of the cosmic rays. An exhaustive analysis is made of the full equation for the effective recombination coefficient and the contribution of all its components at lower ionosphere conditions is determined. is a rather variable quantity, dependent on the aeronomical and meteorological condition of the area under consideration, as well as on the solar zenith angle. Two profiles for the electron concentrationN(z) at =30° and 75° are drawn on the basis of data forq(z) and (z). The profileN(z) at =30° is compared with the averaged profile of a large group experimentally obtained distributionsN(z); the profile at =75° is checked by measurements of the deviative and nondeviative absorption taken for a lengthy period. Both checks are in good agreement with the theoretically obtained profiles. The seasonal variations of the nondeviative absorption in theD region could be completely explained with the variations of the meteorological parameters in the mesopause area at constant energy flux of the ionizing radiation.