Область F ионосферы является домом для слоя ионизации F, также называемого слоем Эпплтона-Барнетта , в честь английского физика Эдварда Эпплтона и новозеландского физика и метеоролога Майлза Барнетта . Как и в случае с другими секторами ионосферы, «слой» подразумевает концентрацию плазмы , а «область» — это объем, содержащий указанный слой. Область F содержит ионизированные газы на высоте около 150–800 км (от 100 до 500 миль) над уровнем моря, помещая ее в термосферу Земли , горячую область в верхних слоях атмосферы , а также в гетеросфере ., где химический состав меняется с высотой. Вообще говоря, область F имеет самую высокую концентрацию свободных электронов и ионов где-либо в атмосфере. Его можно рассматривать как состоящее из двух слоев, слоев F1 и F2.
F-область расположена непосредственно над областью E (бывший слой Кеннелли-Хевисайда) и ниже протоносферы . Он действует как надежный отражатель ВЧ-радиосигналов, поскольку на него не влияют атмосферные условия, хотя его ионный состав меняется в зависимости от цикла солнечных пятен. Он отражает нормально падающие частоты на критической частоте или ниже (примерно 10 МГц) и частично поглощает волны более высокой частоты.
Слой F1 является нижним сектором слоя F и существует на высоте от 150 до 220 км (от 100 до 140 миль) над поверхностью Земли и только в светлое время суток. Он состоит из смеси молекулярных ионов O 2 + и NO + и атомарных ионов O + . [1] Выше области F1 атомарный кислород становится доминирующим компонентом, потому что более легкие частицы имеют тенденцию занимать большие высоты над турбопаузой ( примерно 100 км, 60 миль). Этот атомарный кислород обеспечивает атомарные ионы O + , которые составляют слой F2. Слой F1 имеет примерно 5 × 10 5 э/см 3 (свободных электронов на кубический сантиметр) в полдень и минимумактивности солнечных пятен и увеличивается примерно до 2 × 10 6 э/см 3 во время максимальной активности солнечных пятен. Ночью плотность падает ниже 10 4 е/см 3 .
Критические частоты слоя F2 — это частоты, которые не проходят через слой F2 . [3] [4] В редких атмосферных условиях может происходить распространение F2 , в результате чего УКВ- телевидение и FM-радиосигналы принимаются на большие расстояния, далеко за пределы обычной зоны приема 40–100 миль (64–161 км ).