طبقة هيفيسيد - كينلي
طبقة هيفيسيد - كينلي Heaviside - Kennelly Layer هي مقطع شاقولي من الغلاف الجوي المتشرد, يمتد من ارتفاع 100 حتى 120 كم, وتقوم هذه الطبقة بعكس أمواج الراديو الطويلة نحو سطح الأرض, لكنها تسمح لأمواج الراديو القصيرة باختراقها حتى الطبقة العاكسة عند ارتفاع 300 كم.
إسهامات أوليفرهيفيسايد وآرثر كنيلي في دراسة الإشارات اللاسلكية
عندما خطط العالم جوليلمو ماركوني للمرة الأولى (١٨٩٥) لإرسال إشارات لاسلكية عبر المحيط الأطلنطي في ديسمبر عام ١٩٠١، إنتاب الكثيرون الشك في إمكانية نجاحه. وقال علماء الفيزياء إنه إذا كانت موجات الإشارات اللاسلكية مثل موجات الضوء، فإنها سوف تنطلق مباشرة إلى الفضاء الخارجي.
فالإشارة اللاسلكية التي يتم إرسالها من مدينة كورنوول لا يمكن أن تصل أبدا إلى نيو فاوندلاند، حيث إنها أدنى من الأفق. ولكن المثير هو ثقة ماركوني الشديدة في نجاح هذا الأمر. سجل التاريخ نجاح وصول الإشارة إلى نيو فاوندلاند. لذلك، كان ينبغي على علماء الفيزياء العاقلين إعادة التفكير مرة أخرى فيما فكر فيه ماركونى.
تم العثور على حل لما حدث في تجربة ماركوني في عام ١٩٠٢ على يد العالم الأمريكي آرثر كنيلي والعالم الإنجليزي أوليفر هيفيساد بعد ذلك ببضعة شهور فقد اعتقد العالمان في ضرورة وجود طبقة عاكسة في الغلاف الجوي، لتعمل كمرآة عاكسة للإشارات اللاسلكية. وهكذ لا بد ن الإشارات اللاسلكية كان ترتد مرة أخرى بين هذه المرآة وبين سطح المحيط حتى تصل إلى نيو فاوندلاند. ولتكريم هذين العالمين، تم وضع اسمهما على الطبقة العاكسة للإشارات اللاسلكية ألا وهي طبقة كنيلي وهيفيسايد.
وفقا للدراسات الحديثة. فضغط الهواء يقل عند الصعود فوق مستوى سطح الأرض. وفي قمة طبقة الستراتوسفير، يعتبر ضغط الهواء واحدا من الألف من قيمته عند مستوى البحر. وتشغل نسبة 99% من هوائنا مستوى أقل من هذه الطبقة. وتقل درجة حرارة الهواء في طبقة التروبوسفير وترتفع في طبقة الستراتوسفير ثم تقل في طبقة الميزوسفير وترتفع في طبقة الثرموسفير. وتعرف الحدود الفاصلة بين هذه الطبقات الجوية بالفواصل مثل الطبقة الفاصلة التروبوبوز لتوضيح أن درجة الحرارة قد توقفت عن الانخفاض ثم بدأت في الارتفاع مرة أخرى والعكس صحيح.
تكون طبقة الأيونوسفير في أكثر الدرجات سمكا في ثلاثة مستويات مختلفة، بحيث تعكس كل طبقة الأشعة اللاسلكية وتمتص ترددات مختلفة منه. وتعتبر طبقة الأوزون (١٩٧٤) أكثر سمكاً في الجزء السفلي من طبقة الستراتوسفير. وتتكون كل من طبقتي الأوزون والأيونوسفير بواسطة الأشعة فوق البنفسجية وأشعة إكس الصادرة من تأثير أشعة الشمس على ذرات الأكسجين والنيتروجين.
لم تتم معرفة أي شيء عن تلك الطبقة العاكسة بخلاف حقيقة وجودها، بالرغم من أن ماركوني قد لاحظ أن الإشارات المرسلة عبر تلك الطبقة بدت أقوى في النهار عنها في الليل. فقد مر حوالي ربع قرن قبل التوصل إلى معلومات أكثر أهمية. فقام العالمان الأمريكيان جريجوريوس بريت وميرلي تيوف بقياس مدى ارتفاع تلك الطبقة العاكسة، بواسطة إرسال نبض من موجات لاسلكية ومحاولة معرفة كم استغرقت من الوقت في أثناء رجوعها. أوضح ذلك أن الطبقة تبلغ من الارتفاع ما يزيد عن 100 كيلو متر فوق سطح الأرض، بالرغم من اختلاف هذا الارتفاع من منطقة لأخرى. وبعد ذلك، اكتشف العلماء وجود طبقات عاكسة أخرى بخلاف هذه الطبقة التي تم اكتشافها في البداية.
بحلول ذلك الوقت تقريبا، تمكنا من معرفة بعض الأسباب لوجود مثل هذه الطبقات العاكسة. فالأشعة فوق البنفسجية وأشعة إكس اللتان تنبعثان من الشمس تتصادمان مع الذرات في الهواء مع وجود طاقة كافية لإزاحة بعض من شحنات هذه الذرات الإليكترونية، تاركة خليط من الشحنات الإليكترونية والذرات المشحونة (أيونات). وبما أن للموجات اللاسلكية مجالات كهربائية ومغناطيسية ذات طبيعة خاصة، يعمل هذا الخليط من الأيونات والشحنات الإليكترونية عمل المرآة لكي يعكس الموجات التي تصطدم به. و تقل عملية التأين بمجرد أن تغرب الشمس، مما يفسر ضعف الطبقة العاكسة في أثناء فترة الليل.
لقد اقترح المهندس الاسكتلندي روبرت واتسون وات أن يطلق على هذه الطبقة اسم طبقة الأيونوسفير، وهو المصطلح المناسب لها. حقق واتسون فيما بعد شهرة كبيرة عندما اخترع الرادار. وتساعد تكنولوجيا الرادار في الاستفادة من الأساليب المتطورة كثيراً لاستكشاف طبقة الأيونوسفير، مثل أسلوب قياس المسافات البعيدة.
