我們來(lái)看看電子濃度的GRM1555C1H3R0CZ01D垂直剖面。圖1顯示了兩個(gè)這樣的剖面，一個(gè)為太陽(yáng)周期高峰期白天的，另一個(gè)則是低谷期的。對(duì)“小槍”來(lái)說(shuō)，重要的是各個(gè)區(qū)域的高度——從低于100km到高于300km，分別是D-、E+、Fl和F2層以及各個(gè)電子濃度數(shù)值的幅度，從圖1所示的D層每立方厘米1000介左右的電子，到處于F層峰值處每立方厘米好幾百萬(wàn)個(gè)的電子。
    這些剖面適用于中緯度白天的情況。在晚上，F(xiàn)1層和F2層會(huì)合并在一起，E層濃度下降，而D層消失，在極地和赤道區(qū)域有不同的剖面，但“小槍”暫時(shí)不用為此操心�？粗@些剖面，也許可以說(shuō)，“小槍”主要是對(duì)F層峰值處的跳躍有些經(jīng)驗(yàn)。這是因?yàn)椤靶尅焙苤?jǐn)慎，使用了不會(huì)穿越F層峰值處的工作頻率，其結(jié)果是，“小槍”的電波跳躍距離取決于電波的輻射角度，以及所涉及的最高電離層區(qū)域的高度。
    但是你無(wú)法控制所有從天線輻射出去的電波，所以有一些從“小槍”的天線發(fā)出來(lái)的高角度電波可能會(huì)穿越F層峰值處，并跑到了電離層的最高處。這就帶來(lái)了臨界頻率的概念，即用電波垂直入射進(jìn)行探查時(shí)，電離層能擋回來(lái)的最高頻率。這種技巧，稱為電離層探測(cè)，用于探索電離層的主要特征，即各個(gè)電離層及其臨界頻率，例如foF、foF,和foF2。
    在這方面，理論顯示，如果電波垂直入射到濃度為每立方米～個(gè)電子的區(qū)域，從這個(gè)高度怍為回聲返回的最高頻率fe(單位為MHz)，可用下列方程式給出：fc=(9E-6)×SQRT(N)
    以此作為參照，電離層探測(cè)者們這樣來(lái)探測(cè)頭頂?shù)碾娮訚舛�，即把探測(cè)儀的電波脈；中導(dǎo)向垂直向上，同時(shí)以
0與～20MHz的頻率進(jìn)行掃描�；芈曀ㄙM(fèi)的飛行時(shí)間顯示在一個(gè)示波器的埔上，而X軸顯示對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率。當(dāng)超過(guò)一個(gè)臨界頻率時(shí)，例如E層的，電波穿過(guò)該層去到下一層，則顯示為回聲返回的時(shí)間突然有一個(gè)增加量，這是因?yàn)殡姴ㄈサ搅烁叩母叨取?BR>    隨著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，電離層的各個(gè)層被確立了，并伴隨著各個(gè)臨界頻率和高度的代表性數(shù)值。舉例來(lái)說(shuō)，E層在白天存在，且臨界頻率foFE的范圍為0.5～4.5MHz，取決于本地的時(shí)間和緯度。而F1層白天也存在，其臨界頻率f。也相似地在0.5～6MHz的范圍內(nèi)。F2層對(duì)“小槍”的DXing更為重要，但它的臨界頻率變化相當(dāng)大，且對(duì)于太陽(yáng)照射程度并沒(méi)有顯示出任何的簡(jiǎn)單關(guān)系。

            
    隨著探測(cè)技術(shù)的完善，臨界頻率的地理定位得到了不斷擴(kuò)展，以便在全球范圍內(nèi)查明，太陽(yáng)照射在每天的時(shí)間和季節(jié)里，是如何影響電離層的。如前所述，E層在白天存在。圖2顯示了E層的臨界頻率foFE如何隨緯度以及本地時(shí)間而變化。囹2中最上面部分為春分／秋分，下面部分為夏至，這時(shí)的日下點(diǎn)位于北緯23.5�？梢钥闯�，foff在明暗分界線以外變成了很小的數(shù)值，明暗分界線將太陽(yáng)照亮的區(qū)域和處于黑暗中的區(qū)域分隔開(kāi)來(lái)。
    研究電離圖可以獲得電離層的臨界頻率的信息。然而，高度信息卻顯得比較復(fù)雜，因?yàn)檎业诫姴}>中返回處的真實(shí)離地高度取決于對(duì)電子濃度剖面的認(rèn)識(shí)。盡管如此，電離層的虛擬高度可以通過(guò)計(jì)算來(lái)獲得，即計(jì)算一個(gè)脈>中以真空中的光速行進(jìn)而回到地面的距離，減半后就是脈j中到達(dá)的高度。當(dāng)從電離層剖面做出實(shí)際的電波路徑時(shí)，這些區(qū)別會(huì)變得更明顯。
    這為我們帶來(lái)了一個(gè)更加詳細(xì)的電離層結(jié)構(gòu)表示法，如圖3所示。這樣的電離層剖面由下列二者結(jié)合演化而來(lái)：一為由臨界頻率數(shù)據(jù)而派生出來(lái)的電子濃度，一為從研究電離圖所獲得的峰值或突起處的高度。特別重要的是，這些數(shù)據(jù)是使用線性的方法而得來(lái)的。因此，沒(méi)有不連續(xù)之處以及電子濃度的突然改變，這便于我們跟蹤電波通過(guò)電離層的路徑，而不會(huì)有任何異常的磕磕絆絆或路徑方向的突然偏離。
    早前提到過(guò)，電離層跳躍并不總是一樣的，有幾個(gè)理由會(huì)造成變化�，F(xiàn)在，我們已經(jīng)看過(guò)電離層剖面的大特寫了，每次跳躍會(huì)變化的原因也就清楚了，就足臨界頻率的變化，甚至電離層的高度也在變化，例如F層的峰值處。在一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)的周期內(nèi)，太陽(yáng)活動(dòng)的變化也是其中一個(gè)原因，圖4顯示了正午時(shí)分的foFE、foF,、foF2是如何隨著太陽(yáng)黑子數(shù)而變化的。我們用11MHz作為太陽(yáng)黑子數(shù)為180時(shí)foF2的取值，用6MHz作為太陽(yáng)黑子數(shù)為20時(shí)02的取值，利用之前給出的與臨界頻率和電子濃度相關(guān)的方程式，可顯示出這兩個(gè)極端情況下的電子濃度相差3.4倍。
    當(dāng)我們跟蹤穿過(guò)電離層的電波路徑時(shí)，這兩個(gè)極端情況下的電波跳躍距離會(huì)有很大的不同。但是這很抽象，“小槍”需要知道一些更實(shí)際的東西，比如說(shuō)太陽(yáng)黑子數(shù)是什么，以及在一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期內(nèi)這個(gè)數(shù)值是如何變化的。所以，下一篇文章，我們將了解“小槍”用什么方法來(lái)獲取太陽(yáng)數(shù)據(jù)。