ionosphère (suite)
Couches ionosphériques
état moyen, variations
perturbations
L’état moyen, relativement stable, est constitué par les couches E (90 à 120 km, densité électronique atteignant 105 par centimètre cube) et F (maximum d’ionisation atteignant 106 par centimètre cube se situant au-dessus de 250 km), en remarquant qu’à certaines époques (été, heures de jour, etc.) F se sépare en deux couches distinctes F1 (couche inférieure, de jour) et F2 (couche supérieure, plus sensible à toute influence irrégulière ou perturbatrice). E intervient principalement pour la propagation des « ondes longues », s’identifiant à la conception de Kennelly-Heaviside. Une couche inférieure D (entre 60 et 90 km), bien que non détectable par réflexion, joue un rôle important dans l’absorption de certaines ondes, surtout quand son ionisation est accrue (par exemple lors d’une éruption solaire). D’autres ondes peuvent alors, au contraire, être renforcées (par augmentation du pouvoir réflecteur). L’état moyen se complique par l’intervention de variations diurnes, saisonnières, géographiques (par exemple cas des ionosphères polaires, équatoriales) et d’une grande variété de perturbations telles que celles qui sont liées aux orages magnétiques, donc à l’activité solaire. C’est ainsi que peut être perturbé très sérieusement le trafic mondial des télécommunications. L’ionosphère peut être alors parcourue par des courants très importants. Rappelons de même l’« effet dynamo », source des variations magnétiques diurnes « Sq ». (V. géomagnétisme et orage magnétique.)
Quoique l’on connaisse maintenant assez bien l’ionosphère et ses évolutions, ses mécanismes de formation et d’entretien restent incertains. On est cependant d’accord pour voir dans l’ultraviolet et les rayons X, présents dans la radiation solaire primaire, les causes principales de ces ionisations. Contrairement à la radiation solaire usuelle (celle qui intervient en climatologie), ces radiations croissent beaucoup avec l’activité solaire (taches, éruptions, périodes les plus actives du cycle solaire, etc.) [v. Soleil].
E. S.
Les spécialistes de l’ionosphère
Sir Edward Appleton,
physicien anglais (Bradford 1892 - Édimbourg 1965), professeur à l’université de Cambridge. En 1924, il entreprit des mesures de l’altitude de l’ionosphère, grâce à la réflexion d’ondes ultra-courtes, et découvrit une deuxième couche ionisée. Prix Nobel de physique pour 1947.
Gregory Breit
(en Russie, 1899) et Merle Antony Tuve (Canton, Dakota du Sud, 1901), physiciens américains, spécialistes de physique nucléaire. Ils ont mesuré, par écho d’ondes radio-électriques, la hauteur de l’ionosphère et participé à la mise au point du radar.
Olivier Heaviside,
mathématicien et physicien anglais (Londres 1850 - Torquay 1925). Il fonda le calcul opérationnel et édifia une théorie de la propagation du courant le long des conducteurs. Dès 1902, il fit l’hypothèse de l’existence de l’ionosphère.
Arthur Edwin Kennelly,
électrotechnicien américain (Bombay 1861 - Cambridge, Massachusetts, 1939), professeur à l’université Harvard. En 1902, en même temps que Heaviside, il affirma la présence d’une couche ionisée dans la haute atmosphère.
R. Jouaust, l’Ionosphère (Éd. de la Revue d’optique, 1946). / K. Rawer, Die Ionosphäre (Groningue, 1953). / K. G. Budden, Radio Waves in the Ionosphere (Cambridge, 1961). / A. Haubert, l’Ionosphère (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1972).