IONOSPHÈRE

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Thermodynamique et électrodynamique de l'ionosphère

Structure thermique de l'ionosphère

La principale source d'énergie de l'ionosphère est le rayonnement solaire. Lors d'une réaction d'ionisation, nous avons vu que l'électron créé, appelé photoélectron, est en général animé d'une grande énergie cinétique, égale à la différence entre l'énergie du photon incident et le potentiel d'ionisation de l'atome intervenant dans la réaction. Cette énergie, de l'ordre d'une dizaine d'électrons-volts, est perdue au cours des collisions, surtout avec les autres électrons appelés « électrons thermiques », mais aussi avec les particules neutres. Les électrons thermiques perdent leur énergie à leur tour par collision avec les ions et les particules neutres. La conductivité thermique du gaz d'électrons, importante dans la direction du champ magnétique terrestre, joue également un grand rôle dans l'équilibre thermodynamique de la population électronique. Quant aux ions, ils reçoivent de l'énergie des électrons thermiques et la cèdent aux particules neutres. Ces dernières jouent donc le rôle de réservoir de l'énergie thermique ; cependant, l'apport d'énergie par particule neutre est faible, car celles-ci sont beaucoup plus nombreuses que les particules chargées (mille fois plus à 300 km d'altitude). Ainsi, l'étude théorique des transferts d'énergie thermique entre les différents types de particules est étroitement liée aux phénomènes de collision. Le problème des interactions coulombiennes (entre particules chargées) est particulièrement intéressant. Les résultats, tant théoriques qu'expérimentaux, montrent qu'il existe au moins trois températures différentes dans l'ionosphère : la température électronique, la température ionique et la température des particules neutres. Il n'y a en général pas d'équilibre entre les différents types de particules mais un flux constant d'énergie provenant des électrons et aboutissant aux particules neutres.

Aux altitudes inférieures à 150 km, les températures électronique et ionique sont égales à celle des particules neutres. L'équilibre thermodynamique p [...]

Densité et températures

Dessin : Densité et températures

Dessin

Densité électronique (N), températures électronique (Te) et ionique (Ti) obtenues par le sondeur à diffusion de Thomson de Saint-Santin, Cantal, d'après M. Petit. « Mesure de températures, de densité électronique et de composition ionique dans l'ionosphère par diffusion de Thomson.... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 11 pages

Médias de l’article

Guglielmo Marconi

Guglielmo Marconi
Crédits : Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Formation d'une couche ionisée

Formation d'une couche ionisée
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Altitude

Altitude
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Distribution de la densité électronique

Distribution de la densité électronique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 8 médias de l'article


Écrit par :

Classification

Autres références

«  IONOSPHÈRE  » est également traité dans :

AÉRONOMIE

  • Écrit par 
  • Gaston KOCKARTS
  •  • 4 141 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre «  Effets de l'activité solaire »  : […] L' activité solaire est caractérisée par un cycle de onze ans. Les mesures du spectre solaire montrent que cette activité se manifeste surtout aux longueurs d'onde inférieures à 175 nm. Plusieurs indices représentent de manière indirecte, et plus ou moins correctement, les variations du flux solaire ultraviolet. Dans les modèles atmosphériques, l'indice le plus utilisé est le flux radioélectrique […] Lire la suite

APPLETON EDWARD VICTOR (1892-1965)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 426 mots

Né le 6 septembre 1892 à Bradford (Grande-Bretagne), Edward Victor Appleton fit ses études supérieures à l'université de Cambridge, où il eut John Joseph Thomson et Ernest Rutherford pour professeurs. Après une interruption due à la Première Guerre mondiale, il entreprit des recherches sur les ondes radio, d'abord à Cambridge puis à l'université de Londres, où il fut professeur de 1924 à 1936. C'e […] Lire la suite

ATMOSPHÈRE - La couche atmosphérique terrestre

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre CHALON
  •  • 7 814 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « La neutrosphère, l’ionosphère et la magnétosphère »  : […] La présence de couches ionisées (particules chargées électriquement) est une autre caractéristique de l’atmosphère qui a retenu depuis longtemps l’attention des spécialistes en télécommunications, en raison de leur aptitude à propager certaines ondes électromagnétiques sur de longues distances. Alors que la couche qui se trouve en dessous de 60 kilomètres d’altitude – la neutrosphère – comporte a […] Lire la suite

AURORE POLAIRE

  • Écrit par 
  • Jean-Jacques BERTHELIER
  •  • 5 529 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Particules aurorales et sous-orages magnétosphériques »  : […] Bien que le rôle essentiel des électrons ait été prédit dès le début du xx e siècle, ce n'est qu'au cours des années cinquante, avec les premières mesures en ballons stratosphériques du rayonnement X de freinage puis, surtout, avec les données obtenues sur fusées pendant l'Année géophysique internationale, que l'on put les identifier sans ambiguïté. Depuis 1958, le lancement d'un très grand nombr […] Lire la suite

GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE

  • Écrit par 
  • Arnaud CHULLIAT
  •  • 4 858 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Applications pratiques et risques associés au géomagnétisme »  : […] Depuis l’Antiquité et surtout depuis la fin du Moyen Âge, le champ magnétique terrestre est utilisé pour l’orientation et la navigation. Cet usage continue de nos jours, même si les systèmes de positionnement par satellite comme le Global Positioning System (GPS), plus précis et plus faciles à utiliser, sont désormais les outils de navigation les plus répandus. Le champ géomagnétique a comme avan […] Lire la suite

HEAVISIDE OLIVER (1850-1925)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 344 mots

Mathématicien et physicien britannique. Né le 18 mai 1850 à Camden Town, près de Londres (Grande-Bretagne), Oliver Heaviside quitte l'école à l'âge de seize ans pour devenir télégraphiste après un séjour au Danemark. De retour en Angleterre en 1871, employé par la Great Northern Telegraph Company à Newcastle-upon-Tyne, il étudie l'électricité et publie des résultats originaux dès 1872. Fasciné pa […] Lire la suite

MAGNÉTOSPHÈRES

  • Écrit par 
  • Michel PETIT
  •  • 4 675 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « La convection magnétosphérique »  : […] Après être entré par la face solaire de la magnétosphère, le manteau de plasma s'écoule dans la direction antisolaire et, très vraisemblablement, une partie des particules du manteau passe à grande distance dans la couche neutre. La partie centrale de la queue est animée d'un mouvement d'ensemble dans la direction du Soleil, qui ramène les particules vers la face solaire de la magnétosphère. Le fo […] Lire la suite

MATIÈRE (physique) - Plasmas

  • Écrit par 
  • Patrick MORA
  •  • 7 678 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre «  Plasmas de l'environnement terrestre »  : […] L'ionosphère est la partie ionisée de la haute atmosphère. Elle s'étend approximativement de 60 kilomètres (en dessous, l'ionisation est négligeable) à 1 000 kilomètres, où commence la magnétosphère. L'ionisation y est due principalement au rayonnement ultraviolet solaire, mais aussi à des particules de haute énergie d'origine galactique, solaire, ou magnétosphérique. Les réactions chimiques très […] Lire la suite

MÉTÉORES

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre CHALON
  •  • 6 608 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre « Les événements lumineux transitoires »  : […] Les événements lumineux transitoires (en anglais, transient luminous events , TLE), ou « éphémères », sont des phénomènes de fluorescence optique qui se produisent essentiellement dans la stratosphère et la mésosphère, entre le sommet des orages et l’ionosphère. Ils sont provoqués par les décharges électriques produites dans les orages sous-jacents. Du fait de leur faible durée (généralement e […] Lire la suite

RADIOASTRONOMIE

  • Écrit par 
  • André BOISCHOT, 
  • James LEQUEUX
  •  • 9 771 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Domaine de la radioastronomie »  : […] Une grande partie des ondes électromagnétiques qui se propagent dans l'Univers est arrêtée par l'atmosphère terrestre ou l'ionosphère avant d'atteindre la surface de la Terre. Seuls les ondes visibles et l'infrarouge proche et moyen (0,35 μm  <   λ   […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Claude CERISIER, « IONOSPHÈRE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 mai 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ionosphere/