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Reconstruction du spectre EUV solaire
Jean Aboudarham LESIA, MeudonPierre-Louis Amblard LIS, GrenobleFrédéric Auchère IAS, OrsayGilbert Chambe LESIA, MeudonThierry Dudok de Wit LPCE, OrléansMatthieu Kretzschmar IFSI, FrascatiJean Lilensten LPG, Grenoble
MEDOC 11/04 2
VariabilitéVariabilité du spectre EUV du spectre EUV
(J.Lean, 1995)
(T. Woods, 2005)
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Problème : le manque de donnéesProblème : le manque de données
Il existe peu de mesures continues du spectre EUVLa mesure doit se faire hors atmosphèreProblème de dégradation des capteurs
(Woods et al., 2005)
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Importance pour l’ionosphèreImportance pour l’ionosphère
Le flux EUV est un paramètre-clé pour la caractérisation de l’ionosphère et de la thermosphère
ModélisationIonosphère
Thermosphère
Spécification : TEC,
température, vent neutre, …
Utilisateurs
Champ électrique magnétosphérique
Marées atmosphériques
Flux EUV solaire
Proxies (f10.7, indice MgII, …)
MEDOC 11/04 5
Météorologie de l’espaceMétéorologie de l’espace
Il faut une mesure calibrée, continue et en temps réel du spectre EUV
Utilisateursopérateurs de satellites (orbitographie)
opérateurs radio (communications HF et sol-satellite)
climat …
Or une telle mesure n’existe pas On recourt à des substituts (proxies: nombre de Wolf, indice f10.7, …)
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Modèles (CHIANTI, …)
ou observations
Approche classiqueApproche classique
Les modèles actuels comprennent tous les mêmes ingrédients
Exemples : SC#REFW (Torr, 1981), EUV (Tobiska, 1991), EUVAC (Richards, 1994), NRLEUV (Warren, 1998).
proxies
images
Spectre synthétique
(Warren & Mariska, 2004)
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Approche classique : perspectivesApproche classique : perspectives
Plusieurs instruments prévus (SDO, Solar-B, GOES, Lyra, …)
Les modèles semi-empiriques s’affinent
Améliorations en coursDéveloppement de modèles 3D de l’atmosphère solairePrise en compte d’effets hors équilibre thermodynamiquePrise en compte d’autres effets (pénombres, limbe, …)
Problème : décrire les éruptions
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Notre approcheNotre approche
Notre approche est différente : Mesurer quelques raies avec un instrument dédiéReconstruire le spectre à partir d’une combinaison de ces raies
Thèse de Matthieu Kretzschmar (2001) : 6 raies doivent suffire
Poursuite de cette approche, avec analyse statistique
MEDOC 11/04 9
Notre approcheNotre approche
3 ans de données du satellite TIMED (2002-…)mesures quotidiennes du spectre UV, sans les éruptions1557 longueurs d’onde de 25-195 Å
Y’a-t-il des raies qui ontla même évolution temporelle ?
Intensité normalisée des raies
MEDOC 11/04 10
““Similarité” entre raiesSimilarité” entre raies
Deux raies similaires
(= même physique ?)
Deux raies dissimilaires
(= physique différente)
MEDOC 11/04 11
Carte 2D des raiesCarte 2D des raies
Distance entre 2 raies = dissimilarité
log10(T)
s : nombre de Wolf
f : indice f10.7
e : indice e10.7
m : indice MgII
Quels débouchés ?Quels débouchés ?
(1)(1)
Reconstruction du spectre EUVReconstruction du spectre EUV
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1) Reconstruction du spectre1) Reconstruction du spectre
Le spectre EUV peut être reconstruit avec 4-6 raiesNous avons calculé les “meilleurs” jeux de raiesLe choix du jeu dépend de l’utilisation finaleErreur relative moyenne pour un jeu de 6 raies : < 0.4 %
Un critère rigoureux pour comparer les proxies avec les différentes raies
En cours : comparaison avec mesures radio (400 MHz - 3 GHz)
(2)(2)
Physique de l’irradiance EUVPhysique de l’irradiance EUV
MEDOC 11/04 16
2) Physique de l’irradiance EUV2) Physique de l’irradiance EUV
Le continuum de l’hydrogène est bienidentifié
il est facile àreconstruire
Modulation de 13.5
jours
Modulation de 27 jours
[nm]
(3)(3)
Spécification d’instrumentsSpécification d’instruments
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3) Spécification d’instruments3) Spécification d’instruments
Transmittance de LYRA
LYRA = radiomètre embarqué à bord du satellite PROBA 2 (lancement 2007)
(4)(4)
Lien avec l’irradiance totaleLien avec l’irradiance totale
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4) Calcul de irradiance totale4) Calcul de irradiance totale
Irradiance totale
Fröhlich & Lean, 2003
Peut-on reconstruire l’irradiance totale à partir d’une combinaison de proxies ?
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4) Calcul de irradiance totale4) Calcul de irradiance totale
Irradiance totale
émission des régions froides (tâches) : nombre de Wolf
–
émission des régions chaudes (facules) :
indice CaK
+=
Nos mesures de similarité : aucune combinaison d’indices ne permet de reconstruire l’irradiance totale
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BilanBilan
Irradiance EUV = un paramètre-cléPour la spécification de l’ionosphère/thermosphèrePour la physique solaireLien avec le climat
Plusieurs instruments dédiés sont prévus (SWAP, Lyra, SDO, SO, …), mais la mesure à long terme reste un problème.
Notre étude : un puissant outil pour caractériser raies EUV et proxies.
Où aller ? Physique des courtes échelles de temps / petites structuresRésolution spectrale & en températureCouverture spectrale (calcul de la DEM)Couverture temporelle
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4) Calcul de l’irradiance totale4) Calcul de l’irradiance totale
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4) Calcul de l’irradiance totale4) Calcul de l’irradiance totale