夏至の前後にスポラディックE層（Es層）が頻繁に出現する理由は、大気潮汐波（たいきちょうせきは）などの大気波動が夏季に強まり、高度約100km付近で強力な風のシア（風向・風速の急激な変化）を作り出すためです。 [1, 2]
詳細なメカニズムは現在も研究途上ですが、主に以下の3つの要因が重なることで、夏至を挟む5月〜8月頃に発生のピークを迎えます。 [1, 2]
1. 大気波動による中性風シアの強まり
スポラディックE層は、高度100km付近において上空と下空で「東西逆方向の風」が吹くことで形成されます。 [1]
- イオンの圧縮: 電気を帯びた金属イオンが、地磁気とこの風の力（風のシア）によって1点に押し潰されるように集まり、局所的に高密度なプラズマの層が作られます。 [1, 2]
- 夏季の強大化: 下層大気から上昇してくる大気潮汐波や大気重力波といった「大気波動」のダイナミクスが、日本を含む中緯度地域の夏季に最も活発になり、この風のシアを強く引き起こします。 [1, 2, 3]
2. 太陽紫外放射による電離の活発化
夏至の時期は太陽の南中高度が最も高くなり、上空に降り注ぐ紫外放射が一年で最も強くなります。 [1]
3. 流星物質（金属イオン）の供給
スポラディックE層の形成には、分子イオンよりも長寿命で消滅しにくい「鉄（Fe+）やマグネシウム（Mg+）などの金属イオン」が不可欠です。 [1]
- 宇宙からの材料: これらは地球に飛び込む微小な流星（塵）が、大気圏で摩擦熱により蒸発することで供給されます。一部の研究では、地球の軌道上、夏季にこれらの流星物質の対地流入量が増えることも発生を後押ししていると考えられています。 [1, 2]
スポラディックE層の発生は、太陽活動の周期（黒点数）とはほとんど相関がなく、純粋に地球の「季節（大気循環と波動）」に深く依存した現象です。 [1]