Tầng điện ly vùng xích đạo được xác định là vùng điện ly nằm trong khoảng ±200 ở hai phía xích đạo từ. Hình thái của tầng điện ly vùng xích đạo hoàn toàn khác so với ở các vùng vĩ độ cao và vùng vĩ độ trung bình do đường sức trường từ
B
ở xích đạo từ gần như song song với bề mặt Trái Đất. Vào ban ngày, các dao động triều khí quyển và dao động nhiệt trong lớp dưới của tầng điện ly do tác dụng của bức xạ mặt trời làm di chuyển plasma lên trên và cắt ngang các đường sức từ trường. Điều đó đã tạo nên một bản dòng trong lớp E cùng với một điện trường E hướng từ tây sang đông. Trường điện này trong lớp E cùng với trường từ nằm ngang trong vùng xích đạo từ đã đẩy plasma dịch chuyển lên trên vào vùng F của
tầng điện ly (sự trôi dạt dưới tác dụng của lực E B
). Plasma đã được nâng lên phía trên xích đạo từ tới các độ cao lớn hơn, đặc biệt khoảng độ cao 500 km, ở đó tốc độ tái hợp xẩy ra rất chậm, sau đó plasma bị khuếch tán xuống dưới và dịch chuyển dọc theo đường sức từ trường về phía hai cực dưới tác dụng của trọng lực và gradient áp suất. Kết quả là, dị thường điện ly xích đạo được hình thành với sự suy
37
giảm mật độ ion của lớp F tại xích đạo và sự tăng ion ở hai đỉnh dị thường xung
quanh ±15° vĩ độ từ ở phía bắc và phía nam xích đạo từ (hình 2.8). Hiện tượng này giống như hình ảnh của “vòi phun” nên người ta thường gọi là “hiệu ứng vòi phun plasma xích đạo”.
Hình 2.8, Hiệu ứng vòi phun xích đạo
(http://www.everythingselectric.com/forum/index.php?topic=170.0).
Gần với thời điểm Mặt Trời lặn, động học trong tầng điện ly vùng vĩ độ thấp bị chi phối bởi trường điện hướng đông tăng lên bất thường trước khi đảo chiều đổi sang hướng tây (Preversal Electric Field Enhancecement - PRE). Trong những giờ sau khi Mặt Trời lặn, mật độ plasma và động học trường điện trong vùng E giảm,
đồng thời đỉnh dị thường điện ly mất dần, trong khi đó tại thời gian này động học trường điện bắt đầu phát triển trong vùng F. Với sự suy giảm mật độ ion trong vùng
E sau khi Mặt Trời lặn và sự phát triển trường điện trong vùng F làm hình thành
gradient mật độ plasma thẳng đứng hướng lên ngược với hướng của trọng lực trong vùng đáy của lớp F. Trạng thái này gọi là trạng thái bất ổn định Rayleigh-Taylor
(RT) và là nguyên nhân phát sinh các dị thường mật độ trong tầng điện ly vùng xích đạo và vùng vĩ độ thấp, đặc biệt tại vùng đỉnh dị thường. Sự phát triển không tuyến tính của các bất ổn định này dẫn đến sự hình thành các vùng suy giảm điện ly lớn, hiện tượng này thường quan sát thấy trong vùng điện ly xích đạo và gọi là bọng plasma [46, 76, 89].
38