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Indices et autres échelles

VI. Les indices géomagnétiques et solaires

Les indices suivants décrivent à l'échelle planétaire l'activité du champ magnétique, ou quelques une de ses composantes. Ils permettent de définir l'intensité de l'activité solaire, géomagnétique ou l'occurrence des aurores.

Indice

Description

Echelle

Kp

Effets des particules solaires sur le champ géomagnétique. Il mesure sur une période de 3 heures le niveau de perturbation engendré par la composante horizontale, la plus instable du champ géomagnétique. Chaque niveau d'activité est en relation quasi logarithmique avec l'amplitude de la perturbation correspondante. Les indices mesurés toutes les trois heures permettent de discriminer les véritables perturbations du champ géomagnétique des variations produites par les courants ionosphériques.

C'est la moyenne arithmétique des valeurs de K mesurées dans 13 observatoires (dont 1 seul pour l'hémisphère Sud) qui donnent l'indice Kp.

De 0 (calme) à 9 (très perturbé) en 28 pas dont la partie fractionnaire s'exprime en tiers d'unité.

Kp=27 signifie 2 et 2/3

Kp=30 signifie 3 et 0/3

Kp=33 signifie 3 et 1/3

 

 

a

"Amplitude équivalente" de l'activité du champ géomagnétique local établie sur une période de 3 heures. 

 

L'indice "a" est lié à l'indice "K"  selon l'échelle suivante :

K =

a =

0 1  2  3   4   5  6    7    8     9

0  3 7 15 27 48 80 140 240 400

A

Indice planétaire relevant l'activité géomagnétique journalière dérivée de la moyenne de 8 indices a répartis sur 3 heures.

Même échelle que l'indice a.

Ap

Indice planétaire A moyenné sur base des données d'un ensemble de stations spécifiques mesurant Kp

28 pas entre 0-9

Dst

Disturbance Storm Time. Cet indice mesure l'activité géomagnétique et permet d''évaluer la sévérité des tempêtes géomagnétiques. Dst s'exprime en nanoTesla et est basé sur les mesures horaires de la variation de la composante géomagnétique horizontale aux basses latitudes. Cet indice traduit l'effet des courants magnétiques à l'origine de la "phase principale" des grandes tempêtes magnétiques. Plus la valeur est négative plus il y a d'énergie accumulée dans la magnétosphère terrestre. Les conditions modérées commencent -50 nT, les tempêtes intenses atteignent -100 nT et les tempêtes extrêmes dépassent -250 nT.

S'exprime en nanoTesla (nT).

Pour rappel 1 nT = 10-5 gauss = 0.1 Weber/m2.

Cp

Valeur qualitative estimée à partir du niveau global d'activité magnétique journalière déterminée à partir de la somme de 8 amplitudes Ap.

De 0 (calme) à 2.5 (très perturbé) par pas de 1/10e.

C9

Conversion de l'indice Cp

Un chiffre compris entre 0 et 9

R

Relative Sunspot Number. Nombre relatif de taches solaires représentant l'activité du Soleil sur la totalité du disque observé en lumière blanche. Il est évalué chaque jour sans référence aux jours précédents. Chaque amas de taches isolé représente un groupe. Cet indice R = K (10g + s), où g est le nombre de groupes de taches solaires et s le nombre total de taches distinctes. Le facteur d'échelle K (habituellement <1) dépend de l'observateur et permet la conversion des données dans l'échelle originale établie par Wolf.

Oscille en général entre 0 et 300

Hp,He,Hn,Ht

Les vecteurs du champ géomagnétique; Hp est parallèle à  l'axe de rotation du satellite (et approximativement aligné avec l'axe de rotation de la Terre) qui est lui-même perpendiculaire au plan orbital du satellite; He est la composante dirigée vers la Terre; Hn est normale à Hp et He, pointant vers l'Ouest pour les satellites GEOS 1-4 et vers l'est pour les GOES 5 et suivants; Ht est la magnitude totale du champ magnétique. L'échantillonnage s'effectue toutes les 0.75 sec. Parmi les 4 données transmises au sol pour chaque composante, les deux extrêmes sont rejetées et une moyenne est établie avec les deux valeurs restantes (depuis GOES 5). L'orientation et l'amplitude de la composante Hn permet de préciser l'instant de passage de l'onde de choc du vent solaire ou de la compression de la magnétosphère.

Des variations de la force magnétique jusque 0.2 nT peuvent être mesurées.

Flux radio

Le rayonnement radio à 10.7 cm de longueur d'onde (2800 MHz) présente une légère variation d'intensité. Ce flux d'énergie trouve son origine dans les régions éloignées de la chromosphère solaire et dans la basse couronne, en réponse à l'activité des taches solaires.

Les niveaux d'intensité radio sont mesurées sur 3 sources : une zone non perturbée de la surface solaire, dans une région active se développant et dans une région plus intense que le niveau journalier mais de courte vie.

La densité du flux solaire radio est mesurée quotidiennement près d'Ottawa à midi local (17h00 TU). Ces valeurs sont ensuite corrigées pour le gain de l'antenne, l'absorption atmosphérique, les bursts et la température du fond du ciel.

S'exprime en unités SFU (Solar Flux Unit). 

1 SFU = 10-22 Watts/m2/Hz. 

Pour rappel 1 Jansky = 10-26 Watts/m2/Hz.

Les données sont multipliées par 10 pour supprimer le point décimal.

Particules

Des sondes embarquées à bord des satellites GOES mesurent l'énergie des protons, des particules alpha (noyaux d'hélium) et des flux d'électrons arrivant sur Terre, à hauteur de l'orbite géostationnaire. 

Le seuil géomagnétique à cet endroit étant de l'ordre de quelques MeV, les protons de plus forte énergie et les particules alpha enregistrés au-dessus de ce niveau d'énergie sont originaires de l'extérieure de la magnétosphère, du Soleil ou du centre de la Voie Lactée.

 

Le flux d'électron est intégré et exprimé en count/cm2.sec.sr ou en count/cm2.sec.sr.MeV. Les graphiques sont exprimés en électrons/cm2.sec.sr. Trois seuils sont présentés : 

> 0.6 MeV, > 2MeV et > 4MeV.

Le flux de protons est exprimé en protons/cm2.sec.sr. Plusieurs seuils sont présentés :

>1, >10, >30, >50 et >100 MeV.

Notez que le système de coordonnées utilisée en géophysique pour mesurer le champ magnétique terrestre est le système magnétosphérique solaire géocentrique. Dans ce système de coordonnées la Terre est placée à l'origine. L'axe X est positif vers le Soleil. L'axe Z est perpendiculaire à l'axe X et est situé dans le plan contenant l'axe X et l'axe du dipôle du champ magnétique terrestre. L'axe Z est positif vers le pôle Nord. L'axe Y forme un angle droit avec les axes X et Z.

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