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Éruptions solaires et perturbations pour la propagation radioélectrique

Éruptions solaires et perturbations pour la propagation radioélectrique

Au fur et à mesure que les ondes électromagnétiques, et dans ce cas, les signaux radio se déplacent, elles interagissent avec les objets et les supports dans lesquels elles voyagent. Ce faisant, les signaux radio peuvent être réfléchis, réfractés ou diffractés. Ces interactions amènent les signaux radio à changer de direction et à atteindre des zones qui ne seraient pas possibles si les signaux radio circulaient en ligne directe.

L'état du Soleil a un impact majeur sur la propagation radio ionosphérique. En conséquence, il affecte une variété de formes de communications radio HF, y compris les communications radio bidirectionnelles, les communications radio mobiles maritimes, les communications radio mobiles générales utilisant les bandes HF, les communications radio point à point, la radiodiffusion et les communications radio amateur.

Comme le Soleil fournit le rayonnement qui régit l'état de l'ionosphère et donc la propagation radio HF, toutes les éruptions ou autres perturbations sont d'une grande importance. Dans certaines circonstances, ceux-ci peuvent améliorer les communications radio et les conditions de propagation radio HF. Dans d'autres circonstances, ils peuvent perturber les communications radio sur les bandes HF, tout en fournissant en même temps certaines conditions de propagation radio qui peuvent être utilisées en VHF par les radioamateurs.

il existe un certain nombre de types de perturbations qui présentent un intérêt particulier pour les communications radio. Les fusées éclairantes sont l'une des plus évidentes. Cependant, en dehors des éruptions solaires, d'autres perturbations se produisent. L'un est l'éjection de masse coronale, et il y a aussi des trous coronaux.


Éruptions solaires

Les éruptions solaires sont d'énormes explosions qui se produisent à la surface du Soleil. Ils entraînent l'émission de colossales quantités d'énergie. En plus de cela, les plus grandes éruptions solaires éjectent également de grandes quantités de matière principalement sous forme de protons.

Des fusées éclairantes éclatent en quelques minutes sans apparemment aucun avertissement. Quand ils se produisent, le matériau est chauffé à des millions de degrés Celsius et il laisse la surface du Soleil dans une énorme arche, revenant quelque temps plus tard. Les éruptions se produisent normalement à proximité des taches solaires, souvent le long de la ligne de démarcation entre elles, là où il y a des forces magnétiques dirigées de manière opposée.

Ce sont les champs magnétiques qui semblent être responsables des éruptions solaires. Lorsque le champ magnétique entre les taches solaires devient tordu et cisaillé, les lignes de champ magnétique peuvent se croiser et se reconnecter avec une énorme énergie explosive. Lorsque cela se produit, une éruption de gaz a lieu à travers la surface solaire, et elle s'étend sur plusieurs dizaines de milliers de kilomètres de la surface du Soleil et suit les lignes de force magnétiques pour former une éruption solaire. Les gaz provenant du soleil commencent à monter et la zone se réchauffe encore plus, ce qui entraîne une augmentation du niveau de rayonnement visible et d'autres formes de rayonnement.

Au cours des premières étapes de l'éruption solaire, des protons à haute vitesse sont éjectés. Ceux-ci voyagent à environ un tiers de la vitesse de la lumière. Ensuite, environ cinq minutes après le début de l'éruption solaire, des particules d'énergie plus faible suivent. Ce matériau suit l'arc des lignes de force magnétiques et revient vers le Soleil, bien que certains matériaux soient éjectés dans l'espace extra-atmosphérique, en particulier lors des plus grandes fusées éclairantes.

Effet des éruptions solaires: Pour la plupart des éruptions solaires, le principal effet ressenti sur Terre est une augmentation du niveau de rayonnement solaire. Ce rayonnement couvre tout le spectre électromagnétique et des éléments tels que les ultraviolets, les rayons X et autres affecteront les niveaux d'ionisation dans l'ionosphère et auront donc un effet sur les communications radio via l'ionosphère. Souvent, une amélioration de la propagation ionosphérique HF est notée car les couches supérieures de l'ionosphère ont des niveaux accrus d'iononisation. Cependant, si les niveaux d'ionisation dans les niveaux inférieurs commencent à augmenter, cela peut entraîner des niveaux d'atténuation plus élevés des signaux de radiocommunication et de mauvaises conditions peuvent être rencontrées. De plus, une augmentation du niveau de bruit de fond en VHF peut également être détectée facilement.

Les éruptions cutanées ne durent généralement qu'une heure environ, après quoi la surface du Soleil revient à la normale, bien que certaines boucles post-flare restent quelque temps après. Les éruptions affectent la propagation radio et les communications radio sur Terre et les effets peuvent être remarqués pendant un certain temps après.

Classifications des éruptions solaires: Les fusées éclairantes sont classées selon leur intensité aux longueurs d'onde des rayons X, c'est-à-dire aux longueurs d'onde comprises entre 1 et 8 angströms. L'intensité des rayons X du Soleil est continuellement surveillée par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) à l'aide de détecteurs sur certains de ses satellites. En utilisant ces données, il est possible de classer les fusées éclairantes. Les plus grosses fusées sont appelées fusées X-Class. Les fusées éclairantes de la Classe M sont plus petites, ayant un dixième de l'intensité des rayons X de celles de la Classe X. Les fusées éclairantes de classe C ont alors un dixième de l'intensité de celles de classe M.

On constate que l'apparition de ces éruptions est bien corrélée avec le cycle des taches solaires, augmentant en nombre vers le pic du cycle des taches solaires.

CME

Les éjections de masse coronale, les CME, sont une autre forme de perturbation qui peut affecter les communications radio. Bien que beaucoup plus grandes que les fusées éclairantes à bien des égards, les CME n'ont été découverts que lorsque les vaisseaux spatiaux ont pu observer le Soleil depuis l'espace. La raison en est que les éjections de masse coronale, les CME ne peuvent être visualisées qu'en regardant la couronne du Soleil, et jusqu'à l'ère spatiale, cela ne pouvait être réalisé que pendant une éclipse. Comme les éclipses se produisent très rarement et ne durent que quelques minutes. En utilisant un vaisseau spatial, la couronne pouvait être vue lors de la visualisation à travers un coronographe, un télescope spécialisé avec ce qu'on appelle un disque occultant lui permettant de découper la zone principale du Soleil et de ne voir que la couronne. Cela a permis de visualiser la couronne.

Bien que des coronographes au sol soient disponibles, ils ne peuvent voir que la zone la plus lumineuse de la couronne. Ceux basés dans l'espace sont capables d'avoir une bien meilleure vue de la couronne s'étendant sur de très grandes distances du Soleil et de cette manière de voir beaucoup plus de l'activité dans cette région, et donc de voir les CME.

Les éjections de masse coronale, les CME sont d'énormes bulles de gaz qui sont filetées avec des lignes de champ magnétique, et les bulles sont éjectées en l'espace de plusieurs heures. Pendant de nombreuses années, on a pensé que les éruptions solaires étaient responsables de l'éjection des masses de particules à l'origine des perturbations aurorales subies sur Terre. Maintenant, il est entendu que les CME sont la cause principale.

Il est maintenant entendu que les CME perturbent le flux régulier du vent solaire, produisant une forte augmentation du débit. Cela peut entraîner de grandes perturbations qui pourraient frapper la Terre si elles quittent le Soleil en direction de la Terre.

Les éjections de masse coronale, les CME sont souvent associées à des éruptions d'éruptions solaires, mais elles peuvent également se produire d'elles-mêmes. Comme les éruptions solaires, leur fréquence varie en fonction de la position dans le cycle des taches solaires, culminant autour du maximum de taches solaires et tombant autour du minimum. Au minimum solaire, il peut y en avoir environ un par semaine, tandis qu'au pic deux ou trois peuvent être observés chaque jour. Heureusement, ils n'affectent pas tous la Terre. Le matériau est projeté du Soleil dans une direction générale et ce n'est que s'il se trouve sur une trajectoire d'intersection qu'il affectera la Terre.

Les CME peuvent donner lieu à des tempêtes ionosphériques. Ceux-ci peuvent fournir une amélioration de courte durée des conditions de propagation radio ionosphérique, mais d'ici peu, cela peut entraîner une panne des communications radio via l'ionosphère.

Trous coronaux

Les trous coronaux sont une autre caractéristique importante de l'activité solaire. Ce sont des régions où la couronne semble sombre. Ils ont été découverts pour la première fois après le lancement des télescopes à rayons X dans l'espace et au-dessus de l'atmosphère terrestre, ils ont pu étudier la structure de la couronne à travers le disque solaire. Les trous coronaux sont associés à des lignes de champ magnétique «ouvertes» et se trouvent souvent, bien que non exclusivement, aux pôles du Soleil. On sait que le vent solaire à grande vitesse en provient et cela a un impact sur les conditions de propagation radio ionosphérique et donc sur toutes les communications radio HF.

Résumé

Les perturbations solaires sont responsables de plusieurs des changements majeurs dans l'ionosphère. Les effets des CME et des éruptions solaires peuvent entraîner des changements majeurs dans la propagation radio ionosphérique, les perturbant souvent pendant des heures, voire des jours. En conséquence, une connaissance du moment où ils se produisent et de leur taille peut aider à prédire à quoi peuvent ressembler les conditions radio ionosphériques.


Voir la vidéo: Les éruptions solaires: à quel point nous menacent-elles? (Août 2021).