熱圏・電離圏
last update: 2005/12/22
熱圏と電離圏
中性大気を見たとき、86 km より上で高さとともに温度が上昇していく。
これが熱圏である（高度の値は US Standard Atmosphere 1976 [本1])。
一方で、熱圏領域では光電離により電離層が形作られている。こちらの
荷電粒子の方に注目すると、だいたい同じ領域は電離圏と呼ばれる。
90 km より下を D 領域、90-130 km を E 領域、130 km より上を
F 領域と呼ぶ。（高度の値は [本2])。
情報源
[本1]
理科年表 2003
[本2]
Kivelson and Russell eds. (1995) "Introduction to Space Physics"
(Cambridge University Press)
下部熱圏/E領域
高度 100-120 km のあたりの下部熱圏（電離圏では E 領域）を考える。
ここでは中性粒子密度は 1018--1020 m-3
くらいで、荷電粒子密度は < 1012 m-3 くらい
なので、中性粒子が圧倒的に多い。ただし、荷電粒子は光電離で出来ているので、
昼間に多くて夜に少ないという昼夜の差がある。
熱圏のダイナミクスの基本は地衡流ではない。昼間加熱されることによる
単純な水平対流パターンというのが主。
一方で、ion drag と呼ばれる効果もある。それは、
力の観点から言えば、磁場が荷電粒子を引っ張り、その荷電粒子が
衝突で中性粒子を引き摺るということである。
磁気圏の磁場に引っ張られる対流と言っても良い。
[講演1] によると、ion drag が重要になる高度は、
夏は 110 km 以上、冬では 120 km 以上くらい
（夏の方が太陽が当たるので荷電粒子が多いため季節差が出る）である。
情報源
[講演1]
津田卓雄(名大 DC) 「電場が中性大気を駆動する」 at SELIS 横断セミナー
(2005/12/20) 名古屋大学環境総合館講義室2