La región F de la ionosfera alberga la capa F de ionización, también llamada capa Appleton-Barnett , en honor al físico inglés Edward Appleton y al físico y meteorólogo neozelandés Miles Barnett . Como ocurre con otros sectores ionosféricos, 'capa' implica una concentración de plasma , mientras que 'región' es el volumen que contiene dicha capa. La región F contiene gases ionizados a una altura de alrededor de 150 a 800 km (100 a 500 millas) sobre el nivel del mar, lo que la ubica en la termosfera de la Tierra , una región caliente en la atmósfera superior , y también en la heterosfera ., donde la composición química varía con la altura. En términos generales, la región F tiene la mayor concentración de electrones e iones libres en la atmósfera. Puede pensarse que comprende dos capas, las capas F1 y F2.
La región F está ubicada directamente sobre la región E (anteriormente la capa Kennelly-Heaviside) y debajo de la protonosfera . Actúa como un reflector fiable de las señales de radio HF ya que no se ve afectado por las condiciones atmosféricas, aunque su composición iónica varía con el ciclo de las manchas solares. Refleja las frecuencias incidentes normales en o por debajo de la frecuencia crítica (aproximadamente 10 MHz) y absorbe parcialmente las ondas de mayor frecuencia.
La capa F1 es el sector inferior de la capa F y existe desde aproximadamente 150 a 220 km (100 a 140 millas) sobre la superficie de la Tierra y solo durante las horas del día. Está compuesto por una mezcla de iones moleculares O 2 + y NO + , e iones atómicos O + . [1] Por encima de la región F1, el oxígeno atómico se convierte en el constituyente dominante porque las partículas más ligeras tienden a ocupar altitudes más altas por encima de la turbopausa (~100 km, 60 millas). Este oxígeno atómico proporciona los iones atómicos O + que componen la capa F2. La capa F1 tiene aproximadamente 5 × 10 5 e/cm 3 (electrones libres por centímetro cúbico) al mediodía y mínimoactividad de las manchas solares , y aumenta a aproximadamente 2 × 10 6 e/cm 3 durante la actividad máxima de las manchas solares. La densidad cae por debajo de 10 4 e/cm 3 por la noche.
Las frecuencias críticas de la capa F 2 son las que no atravesarán la capa F 2 . [3] [4] En condiciones atmosféricas poco frecuentes, puede producirse una propagación F2 , lo que hace que las señales de radio FM y televisión VHF se reciban a grandes distancias, mucho más allá del área de recepción normal de 40 a 100 millas (64 a 161 km ).