Por reacciones de recombinación, entiendo que quiere decir reacciones de forma general:
[math] X ^ + + e ^ – \ rightarrow X + h \ nu [/ math],
que estaría ocurriendo en gran medida en la atmósfera superior, esa parte comúnmente se llama ionosfera, comenzando con la capa más baja, la llamada capa D.
Se cree que la mayor parte de la ionización en la capa D está causada por una línea de la serie Lyman- [math] \ alpha [/ math] a 121.5 nm, NO ionizante, con la radiación que tiene un origen solar; también pueden contribuir otras radiaciones solares. Hay algunos rayos X blandos que pueden ionizar algunos N2 y O2 también.
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Así que la capa D tiene un ciclo día / noche con reacciones de recombinación que ocurren durante la noche y la ionización se acumula durante el día, la mayor parte de la ionización está presente durante el día.
Sin embargo, esta capa puede absorber fuertemente las transmisiones de radio de alta frecuencia, porque la trayectoria libre media de los electrones no es grande. La absorción se produce al menos hasta aproximadamente 10 MHz, pero la absorción se reduce a frecuencias más altas y creo que esta capa es en gran medida transparente a las microondas, que comienzan en algo así como 300 MHz y se extienden hasta quizás a 3oo GHz [1] convencionalmente hablando.
En las capas más altas de la ionosfera también hay un ciclo día / noche, y las fracciones de ionización generalmente alcanzan niveles más altos. La ionización está relacionada principalmente con radiaciones de mayor frecuencia del sol.
Se dice que la capa E, en ocasiones, puede reflejar transmisiones de radio en ondas decamétricas hasta unos 200 MHz, lo que lleva a eventos de transmisión esporádicos de largo alcance en estas frecuencias.
La capa F, que es la más alta, también tiene un ciclo nocturno diurno. En esta capa, las concentraciones de oxígeno y nitrógeno disminuyen y los iones ligeros como el hidrógeno y el helio comienzan a dominar con el tiempo.
Las señales que lo atraviesan a través de esta capa seguramente escaparán al espacio, y en realidad es responsable de la mayor parte de la transmisión a largo plazo de la radio HF en la superficie de la Tierra.
El principal efecto causado por las ondas de radio a medida que llegan al plasma en la ionosfera es conducir los electrones libres a la oscilación en sincronía con las ondas de radio.
Esta oscilación puede llevar a la re-radiación de las ondas, en cuyo caso se transmitirán, o a la recombinación de los electrones, ya que la tasa de colisión con los iones positivos puede aumentar si el plasma se activa por resonancia. En este caso, la energía se pierde de la onda y puede reflejarse parcialmente.
Pero en general hay una frecuencia crítica por encima de la cual la recombinación no se incrementará, en lugar de eso, la retransmisión será dominante, y creo que esta frecuencia crítica generalmente está por debajo de la región de microondas para las ondas de incidencia vertical a la ionosfera.
Las microondas también podrían afectar a las moléculas ionizadas, pero sospecho que este efecto es casi despreciable en la ionosfera debido a la gran diferencia de masa entre los electrones libres y las moléculas, y las bajas densidades. Al menos tales efectos probablemente no sean grandes en los niveles de potencia típicos de los arreglos de comunicaciones basados en tierra. Más que eso, la transferencia de energía será mucho más baja que las energías de activación para cualquier reacción química, y mucho más baja que cualquier energía de ionización.
El efecto principal de la ionosfera en las microondas es que el plasma actúa como un medio dispersivo e impone un retraso de propagación en las señales.
Los efectos de la comunicación tierra a tierra, como las torres de telefonía celular que usan microondas en la ionosfera, son casi ciertamente despreciables, ya que con las torres celulares modernas la radiación se transmite horizontalmente.
Así que eso dejaría las comunicaciones directas de tierra a satélite, que deberían estar relativamente localizadas, mucho más que la radiación solar, y que no se espera que tengan grandes efectos sobre la recombinación en la ionosfera a niveles de baja potencia.
[1] Originalmente tenía 3 GHz como corte de frecuencia superior para microondas.