Skip to main content

Altitude de l'ionosphere 

L’ionosphère est la couche supérieure de l'atmosphère terrestre ionisée par les rayons UV solaires. Elle s’étend depuis environ 80 km d’altitude jusqu’au-delà de 1000 km.

Énergie dans la couche supérieure de l'atmosphère ayant pour résultat les aurores

L’ionosphère et la magnétosphère sont connectées par le biais des lignes de force magnétiques. Celles-ci sont des conducteurs d’électricité presque parfaits. Par conséquent, l'énergie électromagnétique disponible dans la magnétosphère est transportée dans l’ionosphère via des courants électriques qui suivent les lignes de champ géomagnétique, appelés courants de Birkeland.

Les aurores polaires sont la manifestation la plus spectaculaire de ce transfert d'énergie, dont les mécanismes physiques restent relativement méconnus

Particules chargées électriquement dans l'ionosphère

À environ 50 km au-dessus de la surface de la Terre, les électrons et les ions commencent à jouer un rôle important dans le comportement de la haute atmosphère dans une région appelée l’ionosphère. Il est important de noter qu’à l’altitude où la densité électronique est la plus élevée (106 électrons / cm³ à 250 km), environ une particule d’air sur 1 000 est ionisée.

Malgré le faible rapport de densité entre les particules chargées et neutres, l’ionosphère dicte ses propres conditions en initiant un champ électrique qui lie ensemble des particules chargées de signes opposés. Le champ magnétique terrestre agit également sur les particules chargées de l'ionosphère et, par conséquent, leur comportement aéronomique diffère fortement de celui des particules neutres.

La densité croissante des sources de l'ionosphère:

  • La source principale de cet environnement est la lumière ultraviolette du Soleil qui ionise les atomes et molécules dans la haute atmosphère terrestre (50-1000 km d'altitude). Ce processus appelé « photoionisation » fait référence au fait qu'un électron est libéré d'une particule atmosphérique neutre (atome ou molécule) lors d'une collision, ce qui devient alors un ion.
  • Les rayons X et gamma sont produits lorsque des événements solaires tels que des éruptions solaires se produire. Arrivés à la Terre à peine huit minutes plus tard, ils augmentent la densité de l’ionosphère du côté terrestre.
  • Les événements solaires peuvent également produire des protons et des électrons à grande vitesse (arrivant à la Terre quelques heures à quelques jours plus tard) qui se précipitent dans l’ionosphère dans les régions polaires produisant fortes augmentations de la densité de l'ionosphère à basse altitude. Les particules du vent solaire et du rayonnement cosmique peuvent également ioniser la haute atmosphère de la Terre.

 

Trois régions de l'ionosphère (densité et altitude)

L’ionosphère est habituellement divisée horizontalement en différentes couches, baptisées D, E et F dans lesquelles l’ionisation croît avec l’altitude. Ces couches proviennent des différences de pénétrations dans l’atmosphère des rayonnements solaires selon leur énergie.

  • La région D, comprise entre 50 et 90 km d’altitude, renferme surtout des ions polyatomiques hydratés (102-104 ions/cm³)
  • La région E s'étire de 90 à 150 km et contient des ions NO+, O2+, et des ions métalliques avec une densité oscillant entre 103-105 ions/cm³
  • La région F (105 à 106 ions/cm³) va de 150 à quasi 1000 kilomètres où elle se confond peu à peu avec la magnétosphère

 

Aurora, Lofoten, Norvège. Image credits Jeroen van Gent.
L’existence de l’ionosphère terrestre a été confirmée en 1901 par Guglielmo Marconi, qui a réalisé la première communication radio transatlantique.