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Propagation radio aurorale

Propagation radio aurorale

La vue d'une aurore dans le ciel la nuit peut être impressionnante, prenant la forme de lueurs magnifiquement colorées changeant gracieusement le ciel. Les couleurs sont généralement vertes et rouges, bien que parfois des teintes bleuâtres puissent être vues. Pour de nombreuses personnes, une aurore est un spectacle magnifique à voir, mais c'est aussi une indication d'activité dans le ciel qui peut également entraîner des changements dramatiques dans la propagation radio. Pour les radioamateurs, cela pourrait se traduire par une dégradation des performances sur les bandes de radio amateur HF, tandis qu'en VHF, cela peut donner l'opportunité d'une forme unique de propagation radio.

Afin que les radioamateurs puissent tirer le meilleur parti de ces phénomènes radio, il est utile de comprendre les raisons pour lesquelles ils se produisent et les mécanismes de propagation des signaux radio dans ces conditions. Pour ce faire, il faut d'abord regarder le soleil.

Le soleil et ses effets sur la propagation radio

Le Soleil génère une quantité colossale d'énergie, dont une partie nous fournit lumière et chaleur ici sur Terre. Il génère également de la lumière ultraviolette et des rayons X qui ont un effet sur la propagation radio. En conséquence, l'ionosphère se forme dans la haute atmosphère et cela permet aux ondes radio d'être réfléchies, ou plus correctement réfractées vers la terre, permettant ainsi des communications radio mondiales sur les bandes HF ou ondes courtes.

Les niveaux d'énergie émanant du Soleil ne sont pas toujours constants. Cela affecte à son tour l'état de l'ionosphère, qui à son tour affecte la propagation radio HF. La surveillance de l'énergie solaire peut donner une bonne indication de l'état des communications radio à ondes courtes, et cela peut être utilisé par les utilisateurs des bandes radio HF, y compris les radioamateurs, les diffuseurs à ondes courtes et les utilisateurs commerciaux.

Parfois, il y a des perturbations majeures sur le Soleil et celles-ci peuvent avoir des effets majeurs sur les conditions de propagation radio. Les éruptions solaires et autres formes de perturbations connues sous le nom d'éjections de masse coronale peuvent totalement changer l'état de l'ionosphère et donner lieu à une activité aurorale.

Des deux types de perturbations, on pense maintenant que ce sont les CME qui sont la cause principale des aurores boréales. Ces CME consistent en de gigantesques éruptions à la surface du Soleil qui jettent de grandes quantités de matière dans l'espace, parallèlement à une augmentation considérable du niveau de rayonnement émis.

Dans des conditions normales, le Soleil émet de la matière et cela forme ce que l'on appelle le vent solaire. Lorsque des CME se produisent, le vent solaire augmente considérablement et cela affecte la Terre à son arrivée.

Effet des perturbations solaires sur la propagation radio

La manière dont le vent solaire interagit avec la terre est assez compliquée. Essentiellement, il est normalement dévié par le champ magnétique terrestre, bien que certains pénètrent par les zones autour des pôles nord et sud où le champ pénètre dans la Terre. Ceci est normal et aucun effet indu n'est remarqué.

Lorsqu'il y a une perturbation solaire et que le niveau du vent solaire augmente, des changements se produisent. Le signe le plus évident est qu'une aurore visible se produit éclairant le ciel nord ou sud. Cela se produit parce que les particules de haute énergie pénètrent dans l'atmosphère terrestre le long des lignes de force magnétiques pénétrant dans la Terre aux pôles. Au cours de leur voyage, ils entrent en collision avec des molécules dans l'atmosphère, libérant des ions positifs et des électrons négatifs. Lorsque cela se produit, une petite quantité de lumière est générée et c'est cela qui provoque les aurores boréales et australes.

L'augmentation du vent solaire due à la perturbation a un effet significatif sur la propagation radio, ce qui présente naturellement un grand intérêt pour les radioamateurs. On constate que les particules traversent les parties extérieures de l'ionosphère avec peu d'effet. Cependant, à mesure que l'altitude diminue, ils atteignent la couche E. Ici, ils commencent à entrer en collision avec les molécules de gaz, ce qui augmente les niveaux d'ionisation dans ces zones dans une très large mesure. Le résultat de ceci est que l'ionisation réfléchit les signaux à des fréquences beaucoup plus élevées que la normale. Les communications peuvent être bien établies dans la partie VHF du spectre et parfois des réflexions ont été détectées à des fréquences allant jusqu'à environ 1000 MHz. Ce chiffre du haut est quelque peu exceptionnel bien que le maximum normal pour les communications radio amateurs soit d'environ 430 MHz.

Malheureusement pour les amateurs de radio amateur HF, de nombreuses particules de plasma se déplacent vers le bas dans la couche D où à nouveau les niveaux d'ionisation sont considérablement augmentés. Ici, le niveau accru d'ionisation sert à absorber les ondes radio à des fréquences beaucoup plus élevées que celles qui seraient normalement affectées. De cette manière, une grande partie des communications en bande HF peut être coupée.

On constate qu'au cours d'un événement auroral normal, les régions polaires sont affectées en premier et pour cette raison l'absorption est souvent appelée absorption de la calotte polaire (PCA). Habituellement, l'absorption de la calotte polaire est confinée à des latitudes supérieures à 60, bien que pendant certains des événements plus importants, elle s'étendra plus loin vers l'équateur.

Progression d'un événement auroral

Bien que différents événements varient considérablement d'un événement à l'autre, ils présenteront de nombreuses similitudes. Souvent, l'événement commencera par un certain nombre de petites fusées éclairantes. Celles-ci provoquent une augmentation du niveau de rayonnement solaire, ce qui améliore les conditions radio de la bande HF. Couplé à cela, le bruit solaire augmente également.

Ces petites éruptions ne sont qu'un précurseur de la perturbation solaire qui se produit provoquant une perturbation ionosphérique soudaine ou SID. À ce stade, les bandes HF se ferment pour les communications radio ionosphériques pendant un court instant. Cependant, ils récupèrent rapidement car il y a une augmentation du flux solaire. Environ 20 à 30 heures après l'activité solaire, l'onde de choc du vent solaire frappe la terre, provoquant une tempête magnétique. Les communications radio sur les bandes HF échouent et l'événement auroral complet commence. À ce stade, la propagation radio VHF est améliorée et les contacts peuvent être établis sur des distances de plusieurs centaines de kilomètres. Après avoir atteint un pic, l'aurore se termine et les bandes HF se rétablissent lentement, les basses fréquences devenant utilisables en premier.

Voir la vidéo: Ive Got the 6 Meter Bug! (Octobre 2020).