ژئودزیژئوماتیک

محتوای چگالی الکترون (TEC)

یونسفر، محتوای چگالی الکترون، TEC، GPS

از بخش فوقانی مزوسفر تا ارتفاع تقریبی ۱۰۰۰ کیلومتری اتمسفر زمین، بار الکتریکی شدیدی حاکم است که زاییده وجود یون ‌ها و الکترون‌ های آزاد است. در حقیقت پرتوهای پرانرژی خورشید که از فضای خارج به طبقات بالایی اتمسفر وارد می ‌شوند باعث گسستگی پیوند یا یونیزاسیون مولکول ‌ها و اتم ‌ها می‌ شوند. براثر یونیزاسیون، الکترون آزاد می‌ شود و باقیمانده ‌اتم به‌صورت یون در می ‌آید؛ به همین علت این لایه از جو را یونسفر نامیده ‌اند. شدت یونیزاسیون در تمام ارتفاعات یونسفر یکسان نیست بنابراین لایه ‌های متفاوت با تراکم الکترون و یون متفاوت با ارتفاعات مجاور خود در یونسفر وجود دارد.

tec

محتوای چگالی الکترون (Total Electron Contetnt)

محتوای چگالی الکترون (TEC) یک مقدار توصیفی مهم برای یونسفر است. TEC مجموع الکترون ‌های موجود در استوانه ‌ای با سطح مقطع یک مترمربع است که در مسیر ماهواره تا گیرنده محاسبه می‌ گردد و واحد آن TECU است. هر TECU برابر با  الکترون در واحد مترمربع می‌ باشد. TEC در تعیین تأخیر فاز امواج رادیویی اهمیت زیادی دارد و به ‌وسیله تأخیر فاز موج حامل امواج ارسال‌ شده از طریق ماهواره ‌هایی که در بالای یونسفر قرار دارند به ‌دقت می ‌آید که اغلب از ماهواره‌ های سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) استفاده می ‌گردد. TEC به‌ شدت تحت تأثیر فعالیت‌ های خورشیدی است.

tec2

تأخیر فاز یونسفری متناسب است با مقدار TEC و با فرکانس رادیویی(f) رابطه عکس دارد:

tec3

ثابت تناسب k برابر است با:

tec4

که در آن q بار الکترون،  جرم الکترون،  شعاع، c سرعت نور در خلأ و  ضریب گذردهی خلأ است که مقدار تقریبی آن برابر با  می‌ باشد.

 

TEC مجموع الکترون ‌های موجود در استوانه ‌ای با سطح مقطع یک مترمربع است که در مسیر ماهواره تا گیرنده محاسبه می‌ گردد و واحد آن TECU است.

TEC در تعیین تأخیر فاز امواج رادیویی اهمیت زیادی دارد و به‌ وسیله تأخیر فاز موج حامل امواج ارسال ‌شده از طریق ماهواره ‌هایی که در بالای یونسفر قرار دارند به ‌دقت می ‌آید.

منابع:

[۱]        Alan Aylward, “Introduction to the Ionosphere”, Atmospheric Physics Laboratory ,UCL

[۲]        I  Horvath, E. A Essex, Using observations from the GPS and TOPEX     satellites to       investigate night-time TEC enhancement at mid-latitudes in the southern hemisphere   during a low sunspot number period, Journal of      Atmospheric and solar Terissterial-     Physics, Vol .62, No.5, 371-391, 2000

دیدگاهتان را بنویسید