NOTE SUR LE ROLE DES FEUILLETS A SURFACE IRRI~GULI~RE DANS LA FORMATION DES COUCHES E SPORADIQUE Par Jean VOGE I n g 6 n i e u r cn chef des T 6 1 @ o m m u n i c a t i o n s *

Nous avons dans des publications ant6rieures [t] 6tudi6 l'influence, sur la propagation des ondes tr~s courtes, de feuillets troposph6riques quasi-horizontaux et h surface irr6guli~re. Nous avons indiqu6 h cette occasion que nous pensions que des feuillets analogues pouvaient se rencontrer dans l'ionosphbre ct expliquer le comportement d'une partie, au moins, des couches E sporadique.

la marge de sensibilit6 du sondeur (fix6e par sa puissance, le gain de son antenne et la sensibilit6 de son r6cepteur) le permet. Le coefficient de r6flexion quasi-sp6culaire, pour [ voisin de [~, peut en effet tomber h 10- 8 ou mgme moins. II semble qu'avec les sondeurs actuels la v6ritable fr6quence critique ]~ est atteinte dans 50 % des cas environ, aux latitudes temp6r6es [2].

1 . - - - N o t r e mod61e de couche E sporadique est un feuillet horizontal, d'bpaisseur H, de dimensions horizontales L, limit6 par deux surfaces quasi-horizontales mais 16gbrement irr6guli~res. Soit Zza (<< H) et 21 (<< L) les dimensions verticales et horizontales des irr6gularit6s. Le feuillet est suppos6 plong6 dans un milieu ionis6, caract6ris6 par un nombre No d'61ectrons par unit6 de volume. A la travcrs6e des surfaces limites, l'ionisation N ou son gradient ver-

3. - - Si un signal se r6fl6chit sur E, ell oblique, avec un angle d'inclinaison a sur l'horizontale, la longueur d'onde lirnite de r6flexion quasi-sp6culaire devient k: = 8Z,~ sin ~.. La fr6quence Iimite correspondante/~ est li6e 'h [~ par la relation de la s6cante [~ = / ~ / s i n a, comme pour les fr6quences limites de r6flexion sur les autres couches de l'ionosph~re.

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ou l'une de ses d6riv6es d'ordre plus

dmN ) 61ev6 ~ subissent unc discontinuit6. On suppose que le feuillet est sensiblement stratifi6 horizontalement (raises ~ part les 16g~res variations dues h l'irr6gularit6 des surfaces limites) : les diseontinuit6s de N ou de ses d6riv6es sont suppos6es les m~mes en tout point de ces surfaces limites, et l'ionisation maximum atteinte h l'int6rieur N I = N o -t- AN0 est 6galement la m~me tout le long du feuillet. 2. - - Dans ces conditions, la fr6quence [b d'occulration de la couche, au-dessous de laquelle la r6flexion (h la verticale) est totale, sera la fr6quence de plasma [ ~ 9 V ' ~ o f l [b est en MHz et N 1 en millions d'61ectrons par cm 3. Pour [ > [b, la r6flexion sera partielle mais quasi-sp6eulaire (comme si les surfaces de feuillet 6talent planes), tant que la longueur d'onde k restera sup6rieure h ~.~ -~ 8ZM (crit6rium de Raylcigh). Pour ~ < Xe, la r6flexion sera diffuse et le coefficient de r6flexion deviendra tr~s faible. Nous pensons donc que la fr6quence critique de la couche dolt se confondre avec la fr6c

quence [ c -

c

),~--8Z:a. Cependant, pour [ > #,

le coefficient de r6flexion diminue avee la fr6quence : la fr6quence critique /oE, observ6e par un sondeur ionosph6rique ne se confondra en fait avee [~ que si

4 . - Pour des fr6quences critiques 6chelonn6es entre i e t t0 MHz, Z M devrait varlet entre 40 et 4 m~tres. Ces chiffres sont bien en accord avec les donn6es exp6rimentales [3]. 5 . - - - O n peut, par divers proc6d6s de mesure, estimer l'ordre de grandeur des autres param~tres. l e s t , dans les r6gions temp6r6es, de l'ordre de quelques dizaines de m~tres ou mgme d'une centaine de m~tres [3, 4]. Les irr6gularit6s seraient allong6es dans la direction E-O dans les r6gions aurorales (dimensions relatives 4 ~ :1) et dans la direction N-S dans les r6gions 6quatoriales (10 h 1), la dimension la plus faible correspondant encore "h l ~ 100 m [4]. L est de l'ordre de 100 h 200 km [5] et H de l'ordre du kilom~tre (quelques centaines de m~tres h 2 ou 3 km) [5]. AN 0 est de l'ordre de quelques 104 61ectrons par cm ~, ce qui est relativement faible durant le jour devant N o (ordre de 105 el/cm 3) mais peut 6tre important durant la nuit (N o de l'ordre de quelques 103 el/cm~). Les discontinuit6s de No h N 1 sont dN rapides avec des gradients verticaux ~-~ de l05 h 106 61ectrons/cm3/km [6]. 6. - - On peut, h partir de lh, calculer les coefficients de r6flexion quasi-sp6culaire ou diffuse en utilisant les formules donn6es dans les publications ['[]. Ces formules ont 6t6 donn6es pour un angle 0r

* A la Direction du C. N. E. T.

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faible. Mats pour :r quelconque et m6me 6gal h 90 ~ (r6flexion h la verticale), il suffit de remplacer :r par sin ~. I1 faut aussi remplacer l'indice de r6fraction n dans ces formules par son expression en fonction de N : n = y / l - - 8 1 N i l , en n6gligeant l'infiuence des chocs et du champ magn6tique terrestre. On peut d'ailleurs tenir compte de ces param~tres (et particuli~rement des chocs) dans des expressions plus completes. La variation de No ~ Nx est assez rapide pour qu'on ait une v6ritable discontinuit6 (c'est-h-dire sur une 6paisseur inf6rieure dN k/4 sin ~) sinon de N, du moins de ~ . Les coefIicients de r6flexion calcul6s sont d'un ordre de grandeur correct. 7. - - On observe darts l'atmosphbre, au voisinage de 100 km, des irr6gularit6s '~ grande 6chelle (dimensions verticales de l'ordre de 6 kin, horizontales de l'ordre de 100 h 200 km) dont les vitesses horizontales relatives, lorsqu'on passe en altitude de l'une h l'autre, sont consld6rables et souvent de sens oppos6s [3]. Cela peut r6sulter, suivant les id6es de Hines [7], de la propagation dans l'atmosph~re d'ondes de gravit6, de longueur d'onde verticale de l'ordre de 12 kin, donnant lieu h des vibrations eu opposition de phase pour des points s6par6s d'une demi-longueur d'onde. I1 existe, dans les r6gions temp6r6es, une cause possible de formation de feuillets h la transition verticale entre deux de ces irr6gularit6s. E n pr6sence de la composante horizontale du champ magn6tique terrestre, les particules 61ectris6es transport6es par les deux courants horizontaux sont souraises '~ des forces magn6tlques verticales de sens oppos6s : ainsi, un renforcement de l'ionisation l)eut-

NOTES, INFORMATIONS, ACTUALITIES

il se produire dans la couche de transition, zone de cisaillement de v e n t avec un fort gradient vertical de la composante horizontale de la vitesse [8]. Les dur6es de vie des irr6gularit6s h grande 6chelle et celles des feuillets de E~ sont du mgme ordre : I i~ 2 heures. Manuscrit re~u le ~er [dvrier ~961. BIBLIOGRAPHIE

[l] CASTEL (F. du), MIsME (P.), Se~ZZ~CH~NO(A.), VOGE (J.), R6flexions partielles dans l'atmosph~re et propagation h grande distance. Ann. Tgldcommunic., (janv.-fdvr, mai-juin 1960), 15, n os 1-2, 5-6, pp. 38-47 et 107-121. [2] Agardographe 34, Sporadic E ionisation (Ionisation de la couche E sporadique) p. 196 (Cambridge, sept. 1958). [3] BowrEs (Dr), Symposium on fluid mechanics in the ionosphere. (Colloque sur la mdcanique des fluides dans l'ionosph~re.) d. Geophys. Research. (ddc. 1959), 64, n ~ 12, p. 2072. [4] RA'ICLIFFE(J. A.), Physics of the upper atmosphere. (Pitysique de la haute atmosph6re.) Academic Press, (t960), p. 422. [5] SMrr. (E. K.), The morphology of sporadic E (Morpholo~;ie de ]a couche E sporadique.) Document III-6 de la 13e Assembl6e G6n6rale d e l' URSI (Londres, 1960). [6] SEDDON (J. C.), Sulnnary of rocket aud satellite observations relatid to the ionosphere (R6sum6 des observations par fus6es et satellites concernant l'ionosph6re.) Document III-0 de la 13 e Assembl6e Gdn6rale de 1' URSI (Londres, 1960). [7] HINES (C. O.), Theorieal survey of motions in the ionosph6re. (Aper~u th6orique des mouvements dans l'ionosph~re.) Document III-3 de la 13 e Assembl6e G6n6rale de 1' UBSI (Londres, 1960). [t~] WHITEHEAD (J. D.), Fornlation of the sporadic E layer in the temperate zones. (Formation de ]a couche E sporadiq~e dans les zones temp@6es Nature (12 nov. 1960) 188, p. 567.

6uletteurs t i et 12 r6form6s. Deux 6metteurs 20 kW enti~rement refondus et modernis~s et un dmetteur BLI 20 kW type 47 sont en cours de remontage. Deux nouveaux losanges ont 4t6 mis cn service.

CHBONIQUE DI~S S T A T I O N S DE L'ADMINISTI:tATION FRAN~AISE DES SERVICES I=tADIOI~LECTRIQUES DES P. ET T.*

B. C. R. de Paris. - - A la suite du transfert, rue de la Banque, des liaisons d'Europe, les services maintenus rue de Grenelle ont 6t6 regroup6s au 4 e 6tage, en une salle unique. Les travaux d'extension n6cessaires pour permettre l'installation de la totalit6 des services du B. C. R., dans l'immeuble de la rue de la Banque, ont commenc& C. L. R. de P a r i s . - Les travaux d'installation du nouveau C. L. R. de Paris dans l'immeuble Pastourelle (67, rue des Archives) sont en bonne vole. Le transfert de l'exploitation, dans le nouveau Centre, est chose faite depuis le t9 octobrc. CENTRES ML"TROPOLITAINS DU SERVICE FIXE. P o n t o i s e . - Deux 6metteurs BLI 20 kW, type 54, ont 6t6 mis en service en utilisant l'emplacement des

Le V e r n e t . - - La ventilation de la salle des 6metteurs onde unique du b~timent E2 a apport6 une am61ioration appreciable. Un nouvel 6metteur et une antenne 4 Mc/s h grande portde, mont6e sur pylgne de 45 m6tres, ont 6td mls "h la disposition de l'cxploitation radiomaritime de Salnt-Lys. fiainte-Assise.- Le b~tiJnent S. W. est actuelle* ment 6quip6 h t6 6mettcurs. Dans les bfttiments du groupe SE 11 dmetteurs sont actuellement t616command6s et t61dcontr616s h partir du b$timcnt SW. La t~l~commande a ~t~ ~tendue aux redresseurs haute tension.

Lyon. - - Un second pyl6ne de 200 m~tres est mont6 /~ Saint-Andr~ de Corcy. Dans le b~timent d'exploitation, les travaux techniques out commenc6 (6nergie, hydraulique, 6metteurs) pendant que s'achevaient les travaux de b~timents (chauffage, 6clairage, peinture, vitrerie). La sous-station 60 kilovolts est sur le point d'entrer en service. Le gros ceuvre des b&timents annexes et des logements est en vole d'aeh~vement.

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