Comment le GNSS permet de suivre l’effet de perturbations majeures (naturelles ou artificielles) sur l’atmosphère ?

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Comment le GNSS permet de suivre l’effet de perturbations majeures (naturelles ou artificielles) sur l’atmosphère ?

L’ionosphère se situe juste au-dessus de la stratosphère, à 50 kilomètres au-dessus du sol, et s’étend ensuite sur plusieurs centaines de kilomètres, comprenant même la thermosphère et l’exosphère, dernière couche de l’atmosphère terrestre. La Terre est constamment frappée par des rayonnements électromagnétiques à haute fréquence provenant de l’espace et par les rayons UV provenant du Soleil. Ces rayons entrent alors au contact de la haute atmosphère et ses molécules de gaz. L’interaction conduit à la libération d’électrons. Les trois régions atmosphériques concernées par cette concentration en électrons et en ions sont regroupées sous le nom d’ionosphère. A cause de ce phénomène, c’est la couche qui affecte le plus les signaux radio-électriques émis par les satellites GNSS (GPS, GLONASS, Béidou, Galiléo).

En vérifiant les changements dans les délais de transmission des ondes transmises entre les satellites GNSS et les stations au sol, il est ainsi possible d’identifier et caractériser les explosions majeures à la surface de la terre. Des scientifiques japonais de l’université Hokkaido ont ainsi montré qu’ils avaient pu mesurer l’impact de l’explosion du 4 août 2020 qui s’est produite dans le port de Beyrouth grâce à ce principe. Ils ont montré que la perturbation de grande ampleur générée par l’onde de choc de l’explosion a entraîné des changements dans la concentration en électrons qui était de l’ordre de 2 %. l’explosion a généré une onde qui s’est propagée dans l’ionosphère en direction du sud à une vitesse d’environ 0,8 kilomètre par seconde. L’onde a donc traversé la haute atmosphère à une vitesse équivalente à celle du son. La perturbation a eu lieu 10 minutes après l’instant de l’explosion. Les chercheurs comparent cette perturbation à celles qui ont été mesurées lors d’éruptions volcaniques au Japon. Cela étant, comme pour les volcans, l’impact sur l’ionosphère fut temporaire et a priori sans incidence notable. Les chercheurs n’évoquent pas l’impact potentiel et soudain de cet événement sur la qualité du positionnement des récepteurs GNSS en fonctionnement au moment de la perturbation…

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