ITU-R P 371-8 FRENCH-1999 CHOICE OF INDICES FOR LONG-TERM IONOSPHERIC PREDICTIONS《长期电离层预测的指数选择》.pdf

1、Rec. UIT-R P.371-8 1RECOMMANDATION UIT-R P.371-8CHOIX DINDICES POUR LES PRVISIONSIONOSPHRIQUES LONG TERME(1963-1970-1974-1978-1982-1986-1990-1995-1999)Rec. UIT-R P.371-8LAssemble des radiocommunications de lUIT,recommande1 que la moyenne glissante sur 12 mois du nombre de taches solaires R12, ou la

2、moyenne glissante sur 12 moisde F , flux du bruit radiolectrique solaire 2 800 MHz (cest-dire F12), soit adopte comme indice utiliser deprfrence pour la prvision des valeurs mdianes mensuelles de foF2 et de M(3000)F2 pour toutes les chelles detemps: il devrait tre possible dobtenir des rsultats sens

3、iblement quivalents en utilisant lun quelconque de ces indices;2 que F12soit adopt comme indice utiliser de prfrence pour les prvisions des valeurs mdianes mensuellesde foE et de foF1 pour toutes les chelles de temps;3 que les valeurs prvues de ces indices soient dtermines selon la version modifie d

4、e la mthode de McNishet Lincoln (voir lAnnexe 1) utilisant les valeurs mensuelles mesures les plus rcentes de lindice pour le cycle solaire encours et la moyenne des valeurs des cycles antrieurs pour les cycles futurs;4 que, lorsque les prvisions de la propagation ncessitent lutilisation simultane d

5、es valeurs de diffrentescaractristiques ionosphriques, le mme indice soit adopt pour toutes ces caractristiques avec une faible perte deprcision;5 que les indices recommands soient cependant utiliss avec circonspection pour les latitudes magntiquesleves o les prvisions ionosphriques peuvent ne pas t

6、re suffisamment exactes.ANNEXE 11 IntroductionLa notion dindices pour les prvisions ionosphriques long terme repose sur lhypothse suivante: les caractristiquesles plus importantes de lionosphre, telles que les frquences critiques des diffrentes couches et le facteur de MUF,M(3000)F2, varient dune fa

7、on systmatique en fonction de certaines grandeurs mesurables lies au rayonnementsolaire. Il convient de noter, cependant, que la corrlation entre ces indices et les caractristiques ionosphriques rellesnimplique pas ncessairement une relation de cause effet, mais plutt une indication se rapportant de

8、s phnomnesassocis. Les variations de lactivit solaire contiennent en gnral trois composantes: une composante assez rgulire dont la priode est denviron 11 ans, qui correspond au cycle bien connu dactivitsolaire; une composante ayant une quasi-priode denviron un an, ou un peu moins, et des fluctuation

9、s erratiques dont les priodes sont infrieures un mois.2 Rec. UIT-R P.371-82 Nombres de taches solairesPour tudier la principale composante du cycle solaire, on se sert de la moyenne glissante sur 12 mois du nombre detaches solaires, R12; le lissage rsultant de lemploi de cette moyenne rduit en effet

10、 sensiblement les composantes dontla variation est complique et rapide, sans pour cela masquer la composante variation lente.La dfinition de R12est la suivante:RRRRknnnn12 6 65511212=+-+() (1)dans laquelle Rkest la valeur moyenne des nombres journaliers de taches solaires pour le mois k et R12lindic

11、e liss pourle mois reprsent par k = n.Lutilisation de R12, comme indice, prsente les deux principaux inconvnients suivants: la valeur la plus rcente de R12dont on puisse disposer se rapporte forcment une priode dont le mois central estau moins antrieur de 6 mois au moment actuel; R12ne peut tre util

12、is pour prvoir les variations plus court terme de lactivit solaire.R12semble nanmoins le paramtre le plus utile pour les tudes et les prvisions long terme concernant la couche F2.3 Indice FDes laboratoires canadiens, japonais, etc., ont fait des sries dobservations cohrentes et assez longues du flux

13、 de bruitradiolectrique solaire sur des longueurs donde denviron 10 cm. La moyenne mensuelle, F , des valeurs journaliresreleves au Canada et exprimes en units 1022Wm2Hz1, devrait tre considre comme la donne de rfrence pourcet indice. La corrlation entre la frquence critique de la couche E et les va

14、leurs de F est meilleure quavec les valeursdu flux du bruit sur dautres longueurs donde. Etant donn que lon ne dispose dobservations du flux solaire quedepuis 1947, les nombres des taches solaires continuent constituer une des plus longues sries dobservations dunphnomne naturel. Il convient donc de

15、poursuivre le rassemblement et lenregistrement de donnes dobservations surles taches solaires.4 Autres indicesParmi les nombreux indices dont lutilisation a t envisage ces dernires annes pour tenter de rendre compte desvariations long terme des diffrentes caractristiques ionosphriques, les indices R

16、12et F12sont ceux que lUIT-Rrecommande dutiliser pour les prvisions ionosphriques.5 Corrlation entre F12 et R12La relation recommande entre R12et F12, indique galement sur la Fig. 1, est la suivante:F12= 63,7 + 0,728 R12+ 8,9 104R212(2)6 La prvision des indicesAucune mthode ne permet encore de prvoi

17、r avec certitude et prcision les indices pour le prochain cycle dactivitsolaire et, plus gnralement, pour un cycle qui na pas encore commenc. Les indices que lon a calculs par analyseharmonique ou au moyen de lois empiriques ou statistiques appliques des observations faites au cours de cyclesprcdent

18、s mme rcents se sont rvls inutiles pour prvoir ceux dun nouveau cycle. Ce nest quaprs avoirreconnu un minimum que lon peut dans une certaine mesure prvoir la future volution du cycle solaire, parextrapolation. Encore faut-il signaler quon a observ dans ce cas des carts extrmement importants.Rec. UIT

19、-R P.371-8 3Aux Etats-Unis dAmrique, les prvisions de R12se font daprs une mthode qui est un perfectionnement de lamthode objective de McNish et Lincoln. La valeur moyenne du cycle est value, en premier lieu, daprs toutes lesvaleurs de R12pour les cycles antrieurs, ordonnes partir du minimum de chac

20、un de ces cycles sur une dure deonze ans. Pour la prvision dune valeur particulire du cycle en cours, la premire approximation est la valeurcorrespondante du cycle moyen, au moment spcifi aprs le minimum. On amliore cette estimation en lui appliquantune correction proportionnelle lcart entre la dern

21、ire valeur observe du cycle en cours et la valeur du cycle moyen.Les programmes informatiques actuels permettent de faire une nouvelle prvision pour chaque mois du reste du cycleds que lon dispose dune nouvelle valeur observe. Lincertitude statistique de la prvision est assez faible pour lesquelques

22、 premiers mois qui suivent la dernire valeur observe, mais elle devient importante pour les prvisions faites12 mois lavance ou davantage. Aussitt quun minimum a t identifi, on peut calculer de nouveaux facteurs decorrection en tenant compte, pour les appliquer au nouveau cycle, des valeurs observes

23、lors du cycle prcdent.0371-010 2040608010120140160180206080100120140160180200220240260R12F12FIGURE 1Relation entre R et F12 12Le Centre de donnes pour les indices des taches solaires (SIDC Sunspot Index Data Centre) de Bruxelles effectueaussi des prvisions de R12 un an lavance. Un exemple de ses prv

24、isions, pour le cycle solaire 22, est prsent sur laFig. 2 et peut tre compar aux valeurs observes lisses.Les prvisions de F12sont tablies par le Bureau des radiocommunications (BR) au moyen de la mthode deMcNish-Lincoln.Les valeurs mesures et prvues de R et F et de leurs moyennes glissantes sur 12 m

25、ois (R12 et F12) sont publies parle BR dans les Circulaires mensuelles des indices fondamentaux pour la propagation ionosphrique (et sont galementdisponibles sur le site web de lUIT).Les valeurs mesures et prvues de R peuvent aussi tre obtenues, au SIDC, par lintermdiaire du courrier lectronique,auquel on accde par la procdure anonyme du protocole de transfert de fichiers.4 Rec. UIT-R P.371-80371-021986 1988 1990 1992 1994 1996 19981002000Valeurs observes lissesValeurs prvues un an lavance, lissesAnneR12FIGURE 2Exemple de nombres de taches solaires, R12, prvus et observs (cycle 22)