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N O T E A L A R I ~ D A C T I O N

UN AFFAIBLISSEMENT EXCEPTIONNEL DO A LA NEIGE MOUILLI~E A N E X C E P T I O N N A L A T T E N U A T I O N D U E T O S L E E T

P i e r r e M I S M E

Ingdnieur en chef de la Mdtdorologie *

I. INTRODUCTION :

Presque tous les auteurs s'int6ressant 5. l 'affaiblissement par les pr6cipitations ont signal6 que la neige mouill6e provoque des affaiblissements importants d'assez longue dur6e. Des ordres de grandeur de 15 ~t 25 dB pendant quelques minutes sont en g6n6ral les valeurs indiqu6es. II est admis que dans des pays comme la France et plus g6n6ralement dans I 'Europe occiden- tale, en dehors des r6gions de montagnes, les plus forts affai- blissements sont dus aux pluies orageuses d'6t6, 5. telle enseigne que le calcul des marges n6cessaires pour les faisceaux hertziens est toujours bas6 sur la r6partition des intensit6s de pr6cipita- tions liquides. Il a paru int6ressant de signaler l 'observation d 'un ph6nombne qui, par l ' importance et la dur6e de l'affai- blissement pourrait remettre en cause le bien-fond6 de cet accord tacite entre les exp6rimentateurs.

II. LIAISONS I~TUDII~ES :

Sur un trajet de la r6gion parisienne, Meudon - Bois de Molle (58 km), on 6tudie la propagation des fr6quences. 4 GHz et 6 GHz en polarisation horizontale, ainsi que 11 GHz, en pola- risations verticale et horizontale. Les antennes sont abrit6es 5. chaque extr6mit6, la liaison est parfaitement d6gag6e, le terrain homog~ne et 5. peine valonn6. Des r6sultats exp6rimentaux por- tant sur deux ans 5. 11 GHz en polarisation horizontale ont 6t6 r6cemment publi6s [1]. On dispose 6galement dans la m~me r6gion de deux liaisons fonctionnant 5. 13 GHz : Montparnasse - Velizy (12 kin) et Montparnasse-Blanc-Mesnil (16 km). La figure 1 indique la situation g6ographique de toutes ces liaisons.

IIl. RI~SULTATS OBTENUS :

Seule la liaison Meudon - Bois de Molle a 06 anormalement perturb6e, le 23 janvier 1978. L'affaiblissement est mesur6 chaque seconde et enregistr6 sur bande magn6tique [1]. Le d6clenchement de l 'enregistrement se fait 5. partir d 'un seuil de 5 dB en dessous de l'espace fibre. Pour la repr6sentation gra- phique adopt6e figure 2, un point de mesure chaque 2 min a 6t6 retenu. Il s'agit de valeurs instantan6es et non pas des valeurs moyennes en 2 min.

Pour la fr6quence de 11,7 GHz, en polarisation horizontale, il est int6ressant de comparer la dur6e de certains affaiblissements 5. la dur6e cumul6e sur deux ans [1]. Le tableau I pr6sente cette comparaison :

TABLEAU I

Comparaison des durdes d'affaiblissement Comparison of attenuation durations

Affaiblissements (polarisation H)

(dB)

30 40 50 60

Dur6e mesur6e le 23 janvier 1978

(d 'apr6s la figure 2)

(min)

112 42 38 26

Dur6e cumul6e mesur6e sur 2 ans du l erjanvier 1976 au 31 d~c. 1977

(min)

41 18

i 4,5 non atteint

Bien que la dur6e cumul6e sur les deux ann6es 1976-1977 soit a priori diff6rente de celle de deux ann6es moyennes, le seul affaiblissement du 23 janvier repr6sente certainement 5. lui seul l '6quivalent des affaiblissements sur plusieurs ann6es moyennes, ce qui est particuli~rement important pour les affaiblissements sup6rieurs ~ 40 dB.

Un affaiblissement sup6rieur 5. 9 dB a 6t6 observ6 5. 11,6 GHz pendant une dur6e de 6 rain 20 s 5. la station terrienne exp6ri-

�9 Beauvais

Bois de Molle

Trappes

I 6chelle I 10 km

�9 CormeUles

�9 Le Bourget

i / / / 0 Bl:anc,Mesnil

i Ville de PARIS

Meudon ~ ) ~ a r n a s s e

Velizy 0 " ~ 0 I Montsouris Villacoublay

�9 �9 Orly Toussus le Noble

�9 Gometz La Ville

FIG. I. - - Trajet des liaisons 6tudi6es et emplacement des stations m6t6orologiques.

�9 Stations m6t6orologiques ; �9 extr6mit6s des liaisons.

Paths of surveyed links and location of weather centers �9 Weather centers ; �9 links terminals.

mentale de Gometz-la-Ville sur un trajet oblique sous un angle de site de 31 ~ (renseignements aimablement communiqu6s par P. Ramat). Soit une dur6e voisine des affaiblissements de 9 dB dus h la pluie pour l 'ann6e 1978.

Pour les fr6quences de 4 et 6 GHz, qui sont normalement exploit6es depuis plusieurs ann6es, lea affaiblissements constat6s dus 5. la neige mouill6e, bien qu'exceptionnellement 61ev6s, n 'ont pas atteint des niveaux suffisants pour perturber les liaisons. Pour ces fr6quences, les 6vanouissements les plus fr6quents et les seuls pris en compte lors de l'6tablissement d 'une liaison sont produits par les trajets multiples (6ventuellement li6s h des conduits atmosph6riques). A titre indicatif, ~ 6 GHz il a 6t6 mesur6 28 min d'affaiblissements sup6rieurs h 15 dB, a/ors que les valeurs signal6es par le C C I R [2] correspondent en ann6e moyenne h 2 100 rain pour cet affaiblissement.

Ind6pendamment des valeurs signal6es, le comportement relatif des diff6rentes fr6quences ou polarisations m6rite d'6tre mis en 6vidence.

- - Pendant plus d 'une demi-heure, entre 16 h 30 et 17 h la liaison 5. 4 GHz a 6t6 plus affaiblie que la liaison 5. 6 GHz.

* A u NCET.

1/2 ANN. TI~Lt~COMMUNIC., 34, n ~ 3-4, 1979

292 P. MISME. - UN AFFAIBLISSEMENT EXCEPTIONNEL DU A LA NEIGE MOUILLI~E

\ .~ ~ v -'x\._

\',_,

\

dB 0

4

12

16

2 0

24

28

32

36

40

44

48

52

56

6O

64

1400 1420

h e u r e s T . U

/ \.~.. ,.--,.~/

if/x.,.Jl ~/" ,1"

/

, /

',.-_\

1 4 4 0 1500 1520

L ~ g e n d e 4 GHz

6 GHz

, 1 1 V . . . . . .

i l H ~ . ,

1540 16OO 1620 1 6 4 0 1 7 O O

FIG. 2. - - Variations de l'affaiblissement le 23 janvier 1978 sur la liaison Meudon - Bois de Molle (58 km). Variations of attenuation, on 23rd January, 1978, of Meudon - Bois de Molle link (58 kms).

- - A 11 GHz les polarisations verticale et horizontale subis- sent des affaiblissements quasi 6gaux ~. 2 dB pros alors qu'il est connu que la pluie seule affaiblit la polarisation verticale de l 'ordre de 20 ~ de moins (en dB) que l 'horizontale.

- - Sur les liaisons ~t 13 GHz situ6es dans la m6me r6gion, les affaiblissements ne sont pas notables pendant l'apr~s-midi du 23 janvier 1978.

S i t u a t i o n m 6 t 6 o r o l o g i q u e :

La r6gion 6tudi6e est dot6e de plusieurs stations m6t6oro- logiques assurant l 'observation continue du temps. Leur empla- cement est indiqu6 sur la figure 1.

Un r6sum6 de ces observations est indiqu6 dans le tableau II. TABLEAU II

Rdsumd des observations des stations mdtdorologiques de la r~gion parisienne le 23 janvier 1978

Summary of observations made in the Paris area weather centers on 23rd January, 1978

............... ~a Pluie faible/Light rain. -~W~,~ Neige faible / Light snow.

Pluie et neige / Both rain and snow. HEURES

13OO 14OO 15OO 16OO 17OO 16OO STATIONS

+ . * 45 �9 �9 Beauvais r

)5 �9 �9 .+ �9 Le Bou rge t I /H/1/1/1/ / / / / , I[1

3 5 �9 +* 4 5 �9 C o r m e i l l e s ~ 7/ q / / / / / / / / / / / / / ,

5~. 2 0 . * * �9 Montsoufis ~ '/z

50 * 35 e* 05 �9 * O r l y [+'+

4 0 * 30 =* * 30 TOUSSUS le Noble ~ j ~ ~ / / / / / / /

4 ~ j * 30 e * 40 * 30 ~ 20 , y J l l acoub lay ~ l / / / / i / l ~ , n ~ z ~z u ~ c u / / / / / / / / / /

Dans aucune de ces stations l'intensit6 de pr6cipitation n ' a atteint la valeur de 10 mm/h au cours d 'une p6riode de 6 min (la station de Montsouris est la seule ~t poss6der un pluviom/~tre mesurant l'intensit6 de pr6cipitation en 1 min, le maximum a 6t6 de 7 mm/h b. 16 h 13 ; de 1 300 h 1 600 h les intensit6s sont de l 'ordre de 2 mm/h). Les termes pluie faible, neige faible, etc. sont des termes d6finis internationalement. La locution neige mouillde ou neige fondue ne l'est pas. Le ph6nom~ne m6t6oro- logique correspondant est appel6 pluie et neige m~l~e.

Pour toutes ces stations, la n6bulosit6 au cours de l'apr~s- midi a 6t6 de fa~on permanente comprise entre 7/8 et 8/8, et compos6e principalement de nuages moyens du type altostratus dpais. La temp6rature faiblement positive est rest6e comprise entre 0 et 4 ~ .

Le radiosondage de Trappes h 1 200 h e s t incompatible avec des nuages ~. grand d6veloppement vertical comme les << cumulus congestus >> ou les cumulo-nimbus. L'6ventualit6 d 'une averse isol6e est donc ii rejeter, ce qui est confirm6 par toutes les observations.

Remarquons que cette r6gion est tr~s bien desservie du point de vue m~t6orologique, ce qui ne laisse aucun doute quant ~t l 'origine g6ophysique des affaiblissements constat6s. Il est probable que sur bien des liaisons effectu6es avec une seule polarisation, des ph6nom~nes semblables se produisent et sont attribu6s ~. la pluie, faute d' informations continues sur le trajet.

CONCLUSION :

L'analyse m6t6orologique de l'apr~s-midi du 23 janvier 1978 ne montre rien d'exceptionnel et il semblerait que, pour tout un chacun, y compris pour les m6t6orologistes, il ne s'agisse que d 'une m~chante journ6e d 'hiver froide et pluvieuse n 'ayant aucune caract6ristique anormale. Cependant, du point de vue de la propagation, c'est de beaucoup l'affaiblissement le plus important qui ait 6t6 observ6 pendant les trois ann6es 1976- 1978 (*) pour la fr6quence de 11,7 GHz, alors que les deux autres liaisons de 12 km et 16 km fonctionnant h 13 GHz n 'on t pas 6t6 perturb6es. Aucune des m6thodes de calcul d'affai- blissement connues de l 'auteur ne permet de rendre compte de ce ph6nom~ne 6trangement s61ectif en fr6quence. Jusqu'5. plus ample information, il parait raisonnable de consid6rer que le ph6nom~ne qui vient d'6tre d6crit est extr6mement rare.

Manuscrit rer le 5 janvier 1979.

(*) On peut ajouter qu 'aux mois de janvier et f6vrier 1979 bien que les chutes de neige aient 6t6 fr6quentes, aucun affai- blissement semblable n ' a 6t6 observ&

BIBLIOGRAPHIE

[1] MISME (P.). Affaiblissements dus h la pluie. R6sultats exp6ri- mentaux. Calculs et pr6visions. Ann. Tdldcomrnunic., Fr. (1978), 33, n ~ 9-10, pp. 341-362.

[2] ***. Rapport n ~ 338-3. 14 + assembl6e pl6ni~re Kyoto, 1978. Volume V, Gen~ve (1979).

ANN. Tf:L~COMMUNIC., 34, n ~ 3-4, 1979 2/2