La ionosfera è uno strato dell’atmosfera terrestre che viene ionizzato dal vento solare. Il vento solare esiste perché la corona, che è lo strato più esterno dell’atmosfera solare, è estremamente calda e ampia. Poiché è così ampio, un flusso costante di ioni idrogeno ed elio, chiamato vento solare o plasma, è in grado di lasciare la gravità del sole. Il vento solare si allontana dal sole e si dirige verso la Terra, dove colpisce la magnetosfera, la ionosfera e il campo magnetico terrestre.
La ionosfera contiene plasma ed è composta da tre strati. Il più basso è chiamato la regione D, raggiungendo da 47-59 miglia (75-95 km) sopra la superficie della Terra, e non contiene molti ioni. Lo strato successivo è chiamato la regione E, raggiungendo da 59-93 miglia (95-150 km) e contenente una concentrazione di ioni leggermente superiore. La regione F contiene la più alta densità di ioni e si estende da 93-621 miglia sopra la superficie.
Questo strato dell’atmosfera è importante per la vita di tutti i giorni perché ci consente di inviare onde radio in frequenza AM molto più lontano di quanto saremmo in grado di fare senza di esso. Tuttavia, un effetto collaterale abbastanza noto è che quando il sole ha rilasciato un brillamento solare particolarmente forte, la radio AM potrebbe subire un blackout. Tuttavia, la ionosfera non influenza le onde radio di frequenza FM perché hanno frequenze più alte. Pertanto, le onde radio di frequenza FM non possono raggiungere le onde di frequenza AM.
Gli scienziati studiano la ionosfera in gran parte osservando le aurore, che sono manifestazioni naturali di colori brillanti nel cielo vicino ai poli nord e sud. Le aurore si verificano perché, ai poli, non c’è magnetosfera. Poiché non c’è magnetosfera, gli ioni possono entrare nella ionosfera ed eccitare il plasma che contiene, che poi rilascia l’energia come luce visibile. La frequenza e l’intensità delle aurore sono influenzate dal verificarsi di brillamenti solari e dall’intensità del vento solare.
La ionosfera fu scoperta gradualmente attraverso una serie di scoperte e osservazioni scientifiche a partire dal 1864, quando James Clerk Maxwell avanzò una teoria su come si creano le onde elettromagnetiche. Nel 1901, Marconi utilizzò quella teoria per trasmettere onde radio, una forma di onde elettromagnetiche, attraverso l’Oceano Atlantico. Era in grado di farlo perché sapeva che, poiché non poteva vedere la stazione ricevente, le onde radio dovevano rimbalzare su parte dell’atmosfera, permettendo loro di viaggiare più lontano del previsto. Nel 1902, Oliver Heaviside e Arthur Kennelly appresero delle scoperte di Marconi sulla propagazione radio e conclusero che l’atmosfera aveva uno strato riflettente. Tuttavia, lo strato non fu effettivamente chiamato ionosfera fino al 1926, quando il fisico Robert Watson-Watt scrisse un articolo su di esso.