v./m., het deel van de atmosfeer dat boven ca. 70 km hoogte ligt.
(e) De lucht in de ionosfeer is sterk geïoniseerd, waarbij lagen van maximale ionisatie voorkomen. De aanwezigheid van dergelijke lagen is o.a. van belang voor het radioverkeer. De ionosfeer strekt zich uit tot de buitenste laag van de dampkring, ruim 1000 km boven de aarde waar de ionosfeer zeer geleidelijk in de →magnetosfeer overgaat. Tot in deze laag heeft men het poollicht waargenomen, hetgeen betekent dat er tot op die hoogte een dampkring moet zijn. Het ontstaan van een dergelijke sterk geïoniseerde laag in de dampkring wordt verklaard door het vermogen van ultraviolette zonnestraling om gassen te ioniseren. De intensiteit van de ultraviolette straling is op grote hoogte belangrijk groter dan in de onderste lagen van de dampkring, maar het aantal deeltjes dat geïoniseerd kan worden is belangrijk kleiner.
Dit heeft tot gevolg dat in een bepaalde laag de ionisatie maximaal is. Voor elk ionisatieproces is een bepaalde golflengte in de ultraviolette straling het meest effectief, vandaar dat in een laag de ionisatie groter kan zijn dan in zijn omgeving.
Reeds in het eerste stadium van de ontwikkeling van het radioverkeer heeft men ontdekt, dat er geïoniseerde lagen zijn waartegen de radiogolven worden weerkaatst. De ontdekking hiervan dateert al van 1902; men sprak toen van de Kennelly-Heavisidelaag, genoemd naar de ontdekkers. Later is de ionosfeer verdeeld in de lagen D, E, F1 en F2 (zie tabel). Het aantal en de hoogte van deze lagen is bij dag en bij nacht verschillend. Radiogolven met lage frequenties worden al op ca. 100 km hoogte teruggekaatst. Golven met hogere frequenties kunnen door het onderste deel van de ionosfeer heen dringen en de golven met de hoogste frequenties kunnen dwars door de ionosfeer gaan en de aarde verlaten. Boven de F2-laag neemt de ionisatie langzaam af met de hoogte.
Het onderzoek van de ionosfeer vindt voor een belangrijk deel plaats met radiosignalen; met een reeks korte, scherp begrensde signalen, terwijl men intussen de frequentie langzaam wijzigt. Deze signalen worden teruggekaatst door de verschillende lagen in de ionosfeer en de echos worden opgevangen en geregistreerd. Voor de signalen met lage frequenties is een kleine ionisatie nodig om deze signalen te laten terugkaatsen; deze worden dan ook al tegen de onderste rand van de eerste geïoniseerde laag gereflecteerd. Hoe hoger de frequentie, hoe dieper de radiogolven in de ionosfeer kunnen doordringen. Golven met een frequentie van meer dan 10 MHz worden in het algemeen niet teruggekaatst indien zij de geïoniseerde laag loodrecht treffen; gebeurt dit treffen onder een scheve hoek, dan is reflectie nog wel mogelijk.
De ionosfeer is zeer veranderlijk, de toestand is snachts totaal anders dan overdag. Ook van ogenblik tot ogenblik doen zich wijzigingen voor. In de nacht is de hoge F2-laag de belangrijkste, de andere lagen komen bij het opgaan van de zon pas weer terug. Als `s nachts de E-laag zo sterk is geïoniseerd dat de golven met grote frequentie, die anders door de F2-laag worden gereflecteerd, door de E-laag worden teruggekaatst, spreekt men van een sporadische E-laag.
Uit de peilingen van de verschillende lagen in de ionosfeer is de temperatuur van deze lagen te berekenen. De temperatuur kan bijzonder sterk fluctueren (tot enkele honderden graden) zowel van plaats als in tijd. Bij toenemende hoogte wordt de temperatuur ook hoger. Op 120 km hoogte is de gemiddelde temperatuur 100 °C, op 200 km 500 °C en op 350 km zelfs meer dan 1000 °C. Dit zijn evenwel niet de temperaturen die een thermometer daar zou aanwijzen, want dat instrument reageert ook op straling en straling is op de genoemde hoogten overheersend. De genoemde temperaturen zijn uitsluitend een maat voor de kinetische energie van de deeltjes waaruit de gassen in de desbetreffende lagen van de ionosfeer bestaan.
Door de inwerking van kortgolvige ultraviolette straling en van röntgenstraling en de intensiteit van deze straling, zijn de dagelijkse en jaarlijkse wisselingen in de hoogte van de lagen en in de mate van ionisatie te begrijpen. Ook de elfjarige periode in de zonneactiviteit weerspiegelt zich in de toestand van de ionosfeer. Men maakt gebruik van de ionosfeer om de radioverbinding op de korte golf te onderhouden met veraf gelegen stations: de radiogolven worden eenmaal of meermalen tegen de ionosfeer weerkaatst en kunnen aldus plaatsen bereiken waar zij anders door de kromming van het aardoppervlak niet zouden komen.
Storingen op de zon hebben invloed op de ionosfeer en daardoor op het radioverkeer op de korte golf. Soms vinden op de zon uitbarstingen plaats van ultraviolet licht. Plaatselijk kan de ionisatie dan veel sterker worden en er ontstaan soms sterk geïoniseerde lagen op plaatsen waar deze anders niet voorkomen. In sommige gevallen wordt het radioverkeer op de korte golf geheel lam gelegd (dellingerverschijnsel). Dit effect doet zich (alleen overdag) vooral voor op de radioverbindingen die over de equatoriale gordel van de aarde lopen. Het gaat gepaard met een storing in het aardmagnetisme.
Een →zonnevlam heeft b.v. tot gevolg, dat door een sterke ultraviolette straling de onderste grens van het geïoniseerde gebied tot ca. 50 km hoogte zakt. Het gas is daar reeds zo dicht dat radiogolven niet gereflecteerd maar geabsorbeerd worden. Ook ijle gasstromen vanaf de zon kunnen de ionosfeer geheel verstoren, evenals het poollicht en magnetische stormen. Bij zeer sterke zonnevlammen is eerst het dellingerverschijnsel waar te nemen, veroorzaakt door de ultraviolette straling, en ongeveer één tot enkele etmalen later kunnen de uitgeschoten gassen de afstand van de zon tot de aarde afgelegd hebben, waardoor de magnetische storm ontstaat, `s Nachts zendt het onderste deel van de ionosfeer een zwak licht uit, dat men als een flauwe, algemene helderheid van de hemel waarneemt. In de ionosf eer bewegen zich ook de meteoren of vallende sterren, meestal op hoogten van 80—120 km; het is gebleken dat deze in zeldzame gevallen ook iets bijdragen tot de ionisatie in het gebied van de E-lagen. Op ca. 80 km hoogte zweven soms zeer ijle lichtende nachtwolken, die uit zeer fijn stof bestaan, dat van meteoren of van vulkanische uitbarstingen afkomstig is.
De dampkring heeft op 100-110 km hoogte dezelfde samenstelling als op zeeniveau. Daarboven neemt de concentratie van de zwaardere gassen met toenemende hoogte sneller af dan die van de lichtere gassen. Tevens neemt bij toenemende hoogte de dissociatie van meeratomige gassen toe.
LI TT. J.A.Ratcliffe, Physics of the upper atmosphere (1960); F.Delobeau, The environment of the earth (1972); J.Veldkamp, Geofysica (1974); T. Beer, The aerospace environment (1976). ionosfeer. Schematische doorsnede van een deel van de dampkring met de elektronendichtheid, geïoniseerde lagen en het gedrag van verschillende stralen en golven ionosfeer. Verdeling laag hoogte boven aardoppervlak D 70-110 km E 110-160 km F1 160-260 km F2 260-1000 km .
