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Reconstruction du spectre EUV solaire. Jean Aboudarham LESIA, Meudon Pierre-Louis Amblard LIS, Grenoble Frédéric Auchère IAS, Orsay Gilbert Chambe LESIA, Meudon Thierry Dudok de Wit LPCE, Orléans Matthieu Kretzschmar IFSI, Frascati Jean Lilensten LPG, Grenoble. (T. Woods, 2005).
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Reconstruction du spectre EUV solaire Jean Aboudarham LESIA, Meudon Pierre-Louis Amblard LIS, Grenoble Frédéric Auchère IAS, Orsay Gilbert Chambe LESIA, Meudon Thierry Dudok de Wit LPCE, Orléans Matthieu Kretzschmar IFSI, Frascati Jean Lilensten LPG, Grenoble
(T. Woods, 2005) Variabilité du spectre EUV (J.Lean, 1995) MEDOC 11/04
Problème : le manque de données Il existe peu de mesures continues du spectre EUV • La mesure doit se faire hors atmosphère • Problème de dégradation des capteurs (Woods et al., 2005) MEDOC 11/04
Champ électrique magnétosphérique Spécification : TEC, température, vent neutre, … Marées atmosphériques Flux EUV solaire Proxies (f10.7, indice MgII, …) Utilisateurs Importance pour l’ionosphère Le flux EUV est un paramètre-clé pour la caractérisation de l’ionosphère et de la thermosphère Modélisation Ionosphère Thermosphère MEDOC 11/04
Météorologie de l’espace • Il faut une mesure calibrée, continue et en temps réel du spectre EUV • Utilisateurs • opérateurs 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, …) MEDOC 11/04
proxies Spectre synthétique images (Warren & Mariska, 2004) Approche classique • Les modèles actuels comprennent tous les mêmes ingrédientsExemples : SC#REFW (Torr, 1981), EUV (Tobiska, 1991), EUVAC (Richards, 1994), NRLEUV (Warren, 1998). Modèles (CHIANTI, …) ou observations MEDOC 11/04
Approche classique : perspectives • Plusieurs instruments prévus (SDO, Solar-B, GOES, Lyra, …) • Les modèles semi-empiriques s’affinent • Améliorations en cours • Développement de modèles 3D de l’atmosphère solaire • Prise en compte d’effets hors équilibre thermodynamique • Prise en compte d’autres effets (pénombres, limbe, …) • Problème : décrire les éruptions MEDOC 11/04
Notre approche • Notre approche est différente : • Mesurer quelques raies avec un instrument dédié • Reconstruire 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
Notre approche • 3 ans de données du satellite TIMED (2002-…) • mesures quotidiennes du spectre UV, sans les éruptions • 1557 longueurs d’onde de 25-195 Å • Y’a-t-il des raies qui ontla mêmeévolution temporelle ? Intensité normalisée des raies MEDOC 11/04
Deux raies dissimilaires (= physique différente) Deux raies similaires (= même physique ?) “Similarité” entre raies MEDOC 11/04
Carte 2D des raies log10(T) Distance entre 2 raies = dissimilarité s : nombre de Wolf f : indice f10.7 e : indice e10.7 m : indice MgII MEDOC 11/04
1) Reconstruction du spectre • Le spectre EUV peut être reconstruit avec 4-6 raies • Nous avons calculé les “meilleurs” jeux de raies • Le choix du jeu dépend de l’utilisation finale • Erreur 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) MEDOC 11/04
Modulation de 13.5 jours Modulation de 27 jours 2) Physique de l’irradiance EUV [nm] Le continuum de l’hydrogène est bienidentifié il est facile àreconstruire MEDOC 11/04
3) Spécification d’instruments LYRA = radiomètre embarqué à bord du satellite PROBA 2 (lancement 2007) Transmittance de LYRA MEDOC 11/04
4) Calcul de irradiance totale Irradiance totale Fröhlich & Lean, 2003 Peut-on reconstruire l’irradiance totale à partir d’une combinaison de proxies ? MEDOC 11/04
émission des régions chaudes (facules) : indice CaK + = – émission des régions froides (tâches) : nombre de Wolf 4) Calcul de irradiance totale Irradiance totale Nos mesures de similarité : aucune combinaison d’indices ne permet de reconstruire l’irradiance totale MEDOC 11/04
Bilan • Irradiance EUV = un paramètre-clé • Pour la spécification de l’ionosphère/thermosphère • Pour la physique solaire • Lien 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 structures • Résolution spectrale & en température • Couverture spectrale (calcul de la DEM) • Couverture temporelle MEDOC 11/04
4) Calcul de l’irradiance totale MEDOC 11/04
4) Calcul de l’irradiance totale MEDOC 11/04