Ionospheric_heater
電離層ヒーター、または電離層HFポンプ設備は、プラズマ乱流、電離層、および上層大気の研究に使用されるアンテナのアレイを備えた強力な電波送信機です。これらの送信機は、電波が電離層から地面に反射される高周波（HF）範囲（3〜30 MHz）で動作します。このような設備を使用すると、電離層が自然に静かで、たとえばオーロラによって乱されない状態で、さまざまなプラズマ乱流現象を地上から半制御的に励起することができます。この刺激応答タイプの研究は、電離層と上層大気について学ぶために、自然に励起された現象の受動的な観測を補完します。
研究されているプラズマ乱流現象には、プラズマ内のさまざまな波が送信された電波と結合して相互作用する非線形波相互作用のさまざまなタイプ、フィラメント状プラズマ構造の形成と自己組織化、および電子加速が含まれます。乱気流は、例えば、乱気流および光放射からの弱い電磁放射を検出することによって、非コヒーレント散乱レーダーによって診断されます。発光は、プラズマ乱流で加速された電子による大気中の原子や分子の励起に起因します。このプロセスはオーロラの場合と同じであるため、HF波によって励起された発光は人工オーロラと呼ばれることもありますが、これらのエミッションを検出するには高感度のカメラが必要ですが、実際のオーロラには当てはまりません。
電離層HFポンプ設備は、プラズマ乱流研究の可能性を提供するために十分に強力である必要がありますが、電離層を伝播する電波は電子を加熱することによって電離層に影響を与えます。電波が電離層に影響を与えることは、1930年代にすでにルクセンブルグ効果で発見されました。研究施設には強力な送信機が必要ですが、最も強力な施設（HAARP）の電離層の電力フラックスは0.03 W /m2未満です。これにより、電離層プラズマ自体の熱エネルギー密度の1/100未満の電離層のエネルギー密度が得られます。パワーフラックスは、約1.5 kW / m2の地表での太陽フラックスと比較することもできます。オーロラの間、電波パワーは自然に加熱された電離層によって強く吸収されるため、HFポンプ設備では一般に電離層の影響は観察できません。
現在のHFポンプ設備
EISCAT-ノルウェーのトロムソ近郊のラムフィヨルドモエンにある欧州インコヒーレント散乱科学協会（EISCAT）が運営する暖房で、1.2MWまたは1GWを超える実効放射電力（ ERP）を送信できます。
ロシアのニジニノヴゴロド近くのヴァシリスルスクにあるSuraイオノスフィア暖房施設で、 750kWまたは190MWのERPを送信できます。
アラスカ州ガコナの北にある高周波活性オーロラ研究プログラム（HAARP）で、 3.6MWまたは4GWのERPを送信できます。
閉鎖されたHFポンプ設備
アレシボ天文台には、電離層修正のためのHF施設もありました。アレシボは2020年に廃止されました。
アラスカ州フェアバンクスの北東にあるHIghPowerAuroral Stimulation Observatory HIPAS Observatoryは、1.2MWまたは70MWのERPを送信できます。
1998年まで運用されていたIslote電離層ヒーター。Isloteに
Platteville Atmospheric Observatory（電離層ヒーターの研究を停止しましたが、それでも大気天文台として機能しています）。
SPEAR（アクティブレーダーによる宇宙プラズマ探査）は、スバールバルのロングイェールビーンにあるEISCAT施設に隣接するUNIS（スバールバルのユニバーシティセンター）が運営する施設で、192kWまたは28MWのERPを送信できます。
参考文献
^ TBLeyserとAYWongによる、地球空間における活発な環境研究のための強力な電磁波（Reviews of Geophysics、Vol。47、RG1001、2009）。
^ 「アーカイブされたコピー」。2009年10月7日にオリジナルからアーカイブされました。タイトルとしてアーカイブされたコピー（リンク）