El contenido total de electrones (o TEC ) es una cantidad descriptiva importante para la ionosfera de la Tierra. TEC es el número total de electrones integrados entre dos puntos, a lo largo de un tubo de sección transversal de un metro cuadrado , es decir, la densidad numérica columnar de electrones . A menudo se informa en múltiplos de la denominada unidad TEC, definida como TECU = 10 16 el / m 2 . [1]
TEC es importante para determinar el centelleo y los retardos de grupo y fase de una onda de radio a través de un medio. La TEC ionosférica se caracteriza por observar retrasos de fase de portadora de señales de radio recibidas transmitidas desde satélites ubicados sobre la ionosfera, a menudo utilizando satélites del Sistema de posicionamiento global . TEC se ve fuertemente afectado por la actividad solar .
Formulación
El TEC depende de la ruta. Por definición, se puede calcular integrando a lo largo de la ruta ds a través de la ionosfera con la densidad de electrones dependiente de la ubicación n e (s) :
- TEC =
El TEC vertical ( VTEC ) se determina mediante la integración de la densidad de electrones en una ruta perpendicular al suelo, el TEC inclinado ( STEC ) se obtiene mediante la integración sobre cualquier camino recto.
De primer orden, el efecto de radio ionosférico es proporcional al TEC e inversamente proporcional a la radiofrecuencia f . El retardo de la fase ionosférica dice: [2] : eq. (9,41)
mientras que el retardo del grupo ionosférico tiene la misma magnitud pero signo opuesto:
La constante de proporcionalidad κ dice: [2] : ecuación (9.21), (9.20), (9.19), (9.14) [3]
donde q , m e , r e son la carga , la masa y el radio del electrón , respectivamente; c es la velocidad de la luz en el vacío y ϵ 0 es la permitividad del vacío . El valor de la constante es aproximadamente κ ≈ 40.308193 m 3 · s −2 ; [4] [5] las unidades pueden expresarse de manera equivalente como m · m 2 · Hz 2 para resaltar la cancelación involucrada en producir retardos τ en metros, dado f en Hz y TEC en m −2 .