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  • Comprendre la Météo Spatiale

    Posté le 15 mars 2012

    Le point de départ de la météo spatiale est le Soleil. Cela commence par une éruption telle qu’un énorme éclat de lumière et de rayonnement ou un gigantesque nuage de matière solaire (appelé « éjection de masse coronale »). Les scientifiques surveillent plusieurs types de phénomènes de météo spatiale comme les tempêtes de rayonnement solaire, les tempêtes géomagnétiques, et les perturbations radio.

    Tempêtes de rayonnement solaire

    Une tempête de rayonnement solaire est un afflux intense de rayonnement provenant du Soleil. Les éjections de masse coronale et les éruptions solaires peuvent être porteurs d’un tel rayonnement constitué de protons et autres particules chargées.

    Ce rayonnement n’est pas un danger pour les êtres humains sur Terre puisqu’il est bloqué par la magnétosphère et l’atmosphère. Il peut cependant être nocif pour les astronautes lors de voyages vers la Lune ou Mars.

    Ces tempêtes peuvent perturber les régions à travers lesquelles se propagent les ondes radio haute fréquence. Pendant une tempête de rayonnement, les avions qui voyagent près des pôles (qui ne peuvent pas utiliser de GPS et sont donc exclusivement guidés par communication radio) doivent donc être redirigés.

    Les tempêtes de rayonnement solaire sont évaluées sur une échelle qui va de S1 (mineure) à S5 (extrême) selon le nombre de particules solaires rapides se déplaçant à travers un espace donné dans l’atmosphère. A l’extrême, les tempêtes de rayonnement solaires peuvent provoquer un blackout complet des ondes radio haute fréquence, endommager les circuits électroniques, la mémoire et les systèmes d’imagerie des satellites, et un empoisonnement de rayonnement d’astronautes qui se trouveraient en dehors de la magnétosphère.

    Perturbation des communications radio

    Les perturbations radio se produisent lorsque des sursauts de rayons X provenant d’éruptions solaires viennent frapper l’atmosphère de la Terre, brouillant à la fois les ondes radio haute et basse fréquence.

    Les rayons X perturbent une couche de l’atmosphère appelée « ionosphère ». Les changements constants dans l’ionosphère changent le chemin des ondes radio, dégradant l’information qu’elles transportent. Les perturbations des ondes haute fréquence affectent les communications moyennes et longues distances. Les perturbations des ondes radio basse fréquence entrainent des erreurs de mesure GPS (de quelques mètres à quelques kilomètres).

    Les perturbations radio sont évaluées sur une échelle allant de R1 (panne mineure) à R5 (extrême). Dans les cas extrêmes il peut y avoir une interruption des communications radio ainsi que des problèmes de positionnement GPS pendant plusieurs heures.

    Les flux de rayons X sont mesurés dans la gamme de 0,1 à 0,8 nanomètres en W.m-2
    R1 correspond à une mesure de rayons X de 10-5 (M1), R2 correspond à 5×10-5 (M5), R3 à 10-4 (X1), R4 à 10-3 (X10) et R5 à 2×10-3 (X20)

    Tempêtes géomagnétiques

    (Orages Magnétiques)

    Une tempête géomagnétique est un changement soudain et répété de l’environnement magnétique de la Terre (la magnétosphère). A ce moment, les champs magnétiques se réalignent continuellement et l’énergie passe rapidement d’une zone à une autre.

    Ces tempêtes géomagnétiques surviennent lorsque certains types d’éjections de masse coronale (CME) atteignent la magnétosphère pendant une période prolongée.

    Si les champs magnétiques d’une CME pointent vers le Nord, ils s’alignent avec les champs de la magnétosphère. L’énergie et les particules glissent autour de la Terre et provoquent peu de changement.

    Mais si les champs magnétiques d’une CME pointent vers le Sud (à l’opposé des champs magnétiques de la Terre), les effets peuvent être dramatiques. Les couches externes de la magnétosphère se soulèvent, changeant ainsi toute sa forme. C’est la phase initiale d’une tempête géomagnétique.

    La phase suivante, qui est la phase principale, peut durer de quelques heures à quelques jours, alors que les particules chargées qui envahissent la magnétosphère accumulent plus d’énergie et de vitesse et s’approchent de plus en plus de la Terre. Durant cette phase, on peut voir des aurores boréales à des latitudes inférieures à l’habitude. L’accroissement du rayonnement (et l’altitude plus basse) peut également endommager des satellites.

    La dernière phase d’une tempête géomagnétique dure quelques jours, pendant que la magnétosphère revient à son état d’origine.

    Les tempêtes géomagnétiques peuvent se produire sans éjection de masse coronale. Elles peuvent être causées par ce qu’on appelle des régions d’intéraction corotative (CIR). Ces régions magnétiques se forment lorsque des vents solaires rapides dépassent les plus lents, créant des motifs complexes de fluctuations de champs magnétiques. Ce genre de tempête peut interagir avec les couches externes de la magnétosphère et déclencher des tempêtes géomagnétiques modérées.

    Les tempêtes géomagnétiques sont mesurées par des instruments au sol qui observent la variation de la composante horizontale du champ magnétique terrestre. A partir de cette mesure, les tempêtes sont catégorisées de G1 (mineures), à G5 (extrêmes). Dans les cas les plus extrêmes, les transformateurs des réseaux électriques peuvent être endommagés, les communications satellites peuvent être entravées, la propagation des ondes radio haute fréquence et les systèmes GPS peuvent être bloqués, et des aurores peuvent apparaitre à des latitudes beaucoup plus basses que d’habitude.


    Pour mesurer l’intensité d’une tempête géomagnétique, les scientifiques utilisent ce qu’on appelle l’indice Kp. L’échelle de l’indice Kp va de 1 à 9. Un indice Kp de 5 indique une tempête géomagnétique modérée, notée G1. Un indice Kp de 9 indique une tempête géomagnétique extrême, notée G5. Crédit image : NOAA

    Source : NASA

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