一个致密的分子和电荷颗粒，称为电离层，悬挂在地球的上层大气从地球表面上方约35英里（60公里）开始，延伸到620英里以上（1,000公里）。太阳辐射来自悬浮在大气层的自助餐颗粒。从电离层弹起的无线电信号回到地面上的仪器。在电离层与磁场重叠的地方，天空以亮光显示出令人难以置信的可见。
电离层在哪里？
几个不同的层组成地球的气氛，包括上升31英里（50 km）的Mesosphere和从53英里（85公里）开始的热层。电离层由中层和热层内的三个部分组成，标记为D，E和F层。UCAR科学教育中心。
极端紫外线辐射和X射线从太阳轰炸了这些大气的上层区域，击中了在这些层中保存的原子和分子。强大的辐射从颗粒中移出带负电荷的电子，从而改变了这些颗粒的电荷。所得的自由电子和带电颗粒（称为离子）的云导致了“电离层”的名称。电离气体或等离子体，与密度，中性气氛混合。
电离层中离子的浓度随着地球上的太阳辐射的量而变化。电离层白天用带电的颗粒稠密，但由于带电的颗粒与流离失所的电子重组，该密度在夜间逐渐消退。根据这一每日周期，电离层的整个层出现并消失NASA。太阳辐射在11年的时间内也波动，这意味着太阳可能会根据年份发出或多或少的辐射。
爆炸性的太阳耀斑和太阳风的阵风激起了电离层突然的变化，与高空风下面地球上酿造的恶劣天气系统。
点亮天空
太阳的炎热表面排出了高电动颗粒的流，这些流被称为太阳风。根据NASA的马歇尔太空飞行中心，太阳风在每秒大约25英里（40 km）的空间中飞行。到达地球的磁场和下面的电离层后，太阳风在夜空中散发出五颜六色的化学反应，称为Aurora。
当太阳风穿过地球时，地球保持在其磁场后面的屏蔽，也称为磁层。磁层通过在地球芯中搅动熔融铁的产生，将太阳辐射射向任一极。在那里，带电的颗粒与电离层中旋转的化学物质碰撞，产生了引人入胜的极光。
科学家发现，太阳自身的磁场挤压地球较弱的磁场，将极光转向地球的夜晚，如流行力学。
根据国家地理。五颜六色的窗帘，被称为Aurora Borealis和Aurora Australis分别悬挂在地球表面上方约620英里（1,000公里）上。当离子在下部电离层中撞击氧颗粒时，极光发光绿色。红色的光经常沿着光环的边缘盛开，紫色和蓝调也出现在夜间的天空中，尽管这种情况很少发生。
波士顿大学的地球物理学家Toshi Nishimura说：“ Aurora的原因是有点知名的，但并没有完全解决。” “例如，导致极光的特定颜色（例如紫色）仍然是一个谜。”
谁是史蒂夫？
除了极光之外，电离层还播放了其他令人印象深刻的灯光秀。
2016年，公民科学家发现了一种特别引人注目的现象Space.com先前报道。白色和粉红色光的明亮河流流过加拿大，比大多数光环出现的河流更南。有时，绿色的破折号加入了混合。神秘的灯光被称为史蒂夫（Steve），以向动画电影《篱笆》（The Hedge）致敬，后来被称为“强烈的热发射速度增强” - 仍然是史蒂夫（Steve）。
新泽西理工学院的太空天气科学家加雷斯·佩里（Gareth Perry）说：“我们已经研究了Aurora已有数百年了，我们也无法，仍然不能解释史蒂夫是什么。” “这很有趣，因为它的排放和特性与我们在电离层中至少在光学元中观察到的其他内容不同。”
根据2019年期刊的一项研究地球物理研究信，史蒂夫内部的绿色条纹可能与传统的极光形成一样，而充电颗粒在大气上下雨。然而，在史蒂夫，当电离层中的颗粒相撞并在彼此之间产生热量时，光线似乎发光了。
沟通和导航
尽管电离层中的反应用灿烂的色调绘制了天空，但它们也会破坏无线电信号，干扰导航系统，有时会导致广泛的电源停电。
电离层反映了低于10兆赫的无线电传输，使军事，航空公司和科学家可以在长距离上连接雷达和通信系统。当电离层像镜像一样光滑时，这些系统效果最好，但是血浆中的不规则性可能会破坏它们。 GPS传输通过电离层，因此具有相同的漏洞。
佩里说：“在大型地磁风暴或太空天气事件中，（电离层中）的电流可以诱导地面，电网，管道等，并造成严重破坏。”一场太阳风暴导致著名的魁北克停电1989年。“三十年后，我们的电气系统仍然容易受到此类事件的影响。”
科学家使用雷达，相机，卫星结合仪器和计算机模型研究电离层，以更好地了解该地区的物理和化学动力学。凭借这些知识，他们希望更好地预测电离层中的干扰，并防止在下面的地面上引起的问题。
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