Soleil : niveau de turbulence en fonction de la hauteur de l'instrument

[christian viladrich 7 674]

Bonjour à tous,

Nous vivons une époque moderne ...ce qui était réservé au pro est en train de devenir accessible aux amateurs :-)
Je suis en train de tester un moniteur de seeing pour le soleil.

Ce matin, j'ai fait un test avec le capteur posé sur le gazon, puis à 1 m du sol, puis à nouveau sur le sol, puis à nouveau à 1 m du sol.
Eh bien ... et j'en suis le premier étonné, on voit bien une différence :

Il y a environ 0.4" d'écart entre le seeing au ras du sol et à 1 m de hauteur, ce qui n'est pas négligeable.
D'autre part les variations de seeing sont plus faibles à 1 m du sol qu'au sol.

Faudra que je trouve quelque chose pour positionner le capteur à 2 m du sol pour voir si le seeing s'améliore encore ...

Sinon pour le fun, voici l'évolution du seeing sur 4 heures (depuis une heure avant le méridien jusqu'à 3 h après) :

[vindematrix 879]

ingénieux,
je me demande si l installation dans mon observatoire solaire, n est pas polluée par des turbulences.

Si la hauteur varie, je pense que la reflexion d un dôme blanc, doit aussi engendrer des fluctuations caloriques;

Le mieux, est un gazon mouillé!!!
bruno

[christian viladrich 7 674]

Salut Bruno,

Le dôme blanc ne peut être favorable. Et dans ton cas, tu as beaucoup de verdure autour il me semble ?

Tu me fais penser que j'ai oublié de dire que pour les mesures le sol était du gazon.
Pour le moment, le sol est "froid", mais ce sera intéressant de faire le test en été en arrosant pour voir ce que cela donne :-)

[Sébastien Lebouc 1 191]

Ton lieu d'observation semble nickel juste après l'heure de la sieste...

[a s p 0 6 845]

prévoit de monter beaucoup plus haut que deux mètres
5 à 10 sont bien mieux.

[a s p 0 6 845]

et puis laisser tourner ton bidule depuis avant l'aube aussi.

[brizhell 2 630]

Salut Christian.

C'est le scintillomètre de Frédéric (Chonum)?

"Fascinating !" comme aurait dit feu Mr Spock....

mais comme le dit ASP06, ca serait encore mieux de pouvoir refaire la mesure encore plus haut

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 06-03-2015).]

[christian viladrich 7 674]

Salut Bernard,
C'est bien ça :-)

[vindematrix 879]

ok, je vais faire des tests à plusieurs mètres de l observatoire, dommage, j ai 10 m de cables usb actifs? DONC pas de probleme, juste refaire des repères pour la MES ,
on a tout le printemps et l été pour cela, en attendant ma lulu h alpha.!!!! et ma visite à serbannes..

Bruno

[vindematrix 879]

ok, je vais faire des tests à plusieurs mètres de l observatoire, dommage, j ai 10 m de cables usb actifs? DONC pas de probleme, juste refaire des repères pour la MES ,
on a tout le printemps et l été pour cela, en attendant ma lulu h alpha.!!!! et ma visite à serbannes..

Bruno

[jp-brahic 4 100]

incroyable la différence sur seulement 1 mètre avec un sol encore froid!!! aujourd'hui je vais tester le scintillomètre en essayant de la placer le plus prêt possible de l'objectif de la 230 ( environ 2 mètres du sol )

[brizhell 2 630]

Salut Christian,

quote:

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Faudra que je trouve quelque chose pour positionner le capteur à 2 m du sol pour voir si le seeing s'améliore encore ...

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Je vais peut être raconter des bêtises, mais j'ai soudain eu un doute.

L'indice de scintillation mesuré par le scintillomètre a photodiodes ne mesure pas le seeing r0 (au sens de la résolution utile dû à la tache de Fried), mais la dimension de l'angle d'isoplanétisme, c'est à dire la dimension angulaire (Théta0) sous laquelle le seeing est quasi constant (ce qui est essentiel pour les prises de vue solaire ou planétaires dont tu nous régale). En gros ça mesure l'homogénéité du seeing mais pas le seeing.

J'avais documenté ça ici, avec l'exemple de l'étoile double Gamma Virgo de 1"4 de séparation :
http://www.brizhell.org/physique_de_la_turbulence.htm#La%20scintillation%20:

Autrement dit, plus la dimension de la zone d'isoplanétisme est grande plus la turbulence sera stable dans cette zone (ce qui ne veut pas dire que epsilon0 soit bon dans la zone d'ailleurs). Alors que pour le seeing, c'est le contraire, plus r0 (en mm) est grand plus les détails accessibles (epsilon0 en secondes d'arc) sont petits et meilleures seront les images.

Donc il me semblerai que l'angle d'isoplanétisme (théta0), ce que mesure le scintillomètre, soit meilleurs au niveau du sol qu'à 1 mètre de haut.

Sur la courbe à 4heures d’acquisition, on a l'impression que la turbulence est moins homogène 1h30 après le méridien.

Une confirmation pourrait venir d'images triggées sur les valeurs hautes de théta0, mais je suis sur que c'est en route

Il y a visiblement plein d'enseignements à tirer de cet instrument, c'est génial !

[christian viladrich 7 674]

Salut Bernard,

En fait, la chose a été bien étudié par Jacques M. Beckers (que j'avais aperçu au NSO en 2000), en particulier dans le cadre de la recherche du site du télescope solaire de 4 m.

Voici deux papiers qui présentent la chose : http://atst.nso.edu/sites/atst.nso.edu/files/sswg/SMEXPA.pdf
http://forot.arcetri.astro.it/otam08/Present/OTAM08_Beckers_shabar.pdf]http://forot.arcetri.astro.it

En résumé, il y a bien une corrélation entre la scintillation, la FWHM et le ro. La limite de la chose, c'est que la scintillation du soleil est essentiellement impacté par les couches basses de l'atmosphère, en gros < 1000m (contrairement à la scintillation des étoiles).
Mais ce n'est pas forcément très gênant, car de jour la turbulence est surtout localisée dans les couches basses.

En tout cas, ce genre d'appareil ouvre des perspectives extrêmement intéressantes :
- recherche de sites pour le soleil,
- optimisation locale du site : effet de la verdure, du refroidissement par arrosage, hauteur de l'instrument,
- déclenchement automatique des acquisitions.

PS : un très bon workshop sur les mesures de sites (en autres) http://forot.arcetri.astro.it/otam08/program.html

[Ce message a été modifié par christian viladrich (Édité le 07-03-2015).]

[Ce message a été modifié par christian viladrich (Édité le 07-03-2015).]

[brizhell 2 630]

Re salut.

quote:

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En résumé, il y a bien une corrélation entre la scintillation, la FWHM et le ro.

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Nous sommes bien d'accord, j'avais déjà lu le papier de Becker que tu cite sur la partie mesure de la scintillographie du limbe solaire, en effet, il y a une corrélation entre le r0 et et l'indice de scintillation.
Ma remarque concerne juste le fait que c'est le r0 qui est lié à l'indice de scintillation, et non pas 1/r0, qui conditionne le détail de fréquence spatiale le plus élevé accessible sur une image.
Dans ce papier de Becker, la relation de dépendance est la relation (4) (phi²=r0^5/3). Autrement dit, l'indice de scintillation est proportionnel à r0, or le seeing est proportionnel à r0^-5/3 (c'est ce signe "-" qui me pose problème) et que l'on retrouve dans la publi d'origine de Loss & Hooge (G.C. LOSS, C. B. HOGGE, "Turbulence of the upper atmosphere and isoplanetism"1979, Applied Optics, Vol. 18, n°15, August) dont je n'ai malheureusement pas la copie sous la main.....
Ne sachant pas comment est implanté dans le soft de Frédéric l'utilisation de l'indice de scintillation, j'ai supposé en premier lieu que la valeur de seeing donnée par le soft est une mesure de l'angle d'isoplanétisme, ce qui n'est peut être pas le cas.

quote:

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La limite de la chose, c'est que la scintillation du soleil est essentiellement impacté par les couches basses de l'atmosphère, en gros < 1000m (contrairement à la scintillation des étoiles).

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C'est la que je me suis senti troublé, je trouve ça un peu contre intuitif (je fait des doubles, donc la scintillation est pour moi plutôt issue des couches élevées).

quote:

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En tout cas, ce genre d'appareil ouvre des perspectives extrêmement intéressantes :
- recherche de sites pour le soleil,
- optimisation locale du site : effet de la verdure, du refroidissement par arrosage, hauteur de l'instrument,
- déclenchement automatique des acquisitions.

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Ca je suis bien d'accord !!

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 07-03-2015).]

[LANTHA 610]

Les pros mettent le miroir "collecteur" de leur sidérostats sur des tours assez hautes non? Thémis, SST, DOT, l'allemand dont j'ai oublié le nom. Donc si ils le font, pour nous ça doit être pareil.

Ce que tu nous montres va dans ce sens d'ailleurs. Il faut le site et une fois sur site, une tour (pas aussi haute que celle de thémis, ça tiendra pas dans la voiture. Mais avoir un trépied un peu haut peut être intéressant pour ce genre d'observation.

Le souci c'est de monter l'instrument sur la monture après, surtout si c'est une lunette de 230mm, hein JP? Ou même une TOA, à bout de bras c'est lourd.

[christian viladrich 7 674]

Salut Michael,
Oui, c'est bien cela. Mettre une tour de 10 m dans le jardin, je ne suis pas sûr d'avoir le permis de construire ;-)
Et comme tu le dis, monter un gros tube sur un trépied assez haut, ce n'est pas évident.
Mais ça veut dire aussi qu'avoir un Dobdson au ras du sol n'est peut-être pas optimal pour le solaire.

[Alain MOREAU 7 318]

Sauf proximité immédiate d'un aéroport, tu peux monter à 12m si surface au sol <5m2, sans aucune formalité, pas même une déclaration de travaux !
Donc construire sa petite tour solaire perso dans son jardin est tout à fait possible ; les voisins ne pourront même pas s'y opposer, même si ça leur fait de l'ombre en passant
Sinon y aurait aussi le squat discret de château d'eau à envisager, ça pourrait être pas mal...

[de benedictis 0]

tu dis """ Eh bien ... et j'en suis le premier étonné, on voit bien une différence : """""
lolll je ne peux pas croire que tu sois étonné lolll

quand j'observe, on sent bien une montée et vague de chaleur sous le scope plus chaudes que l'air ambiant du dessus !
j'étais donc sur le point de réfléchir à faire un trépied très haut.

[Ce message a été modifié par de benedictis (Édité le 07-03-2015).]

[Sébastien Lebouc 1 191]

va falloir être très copain avec les sociétés de distribution d'eau, et tenter l'accès sur le sommet des chateaux d'eau...

[Backel 0]

Et espérer qu'ils ne bougent pas trop et que les pompes ne provoquent pas trop de vibration.

Me souvient d'un client astram qui avait investi une fortune dans un observatoire à toit roulant à hauteur du toit de son entrepôt, avec colonne désolidarisé du sol en béton, etc, etc.....

Et n'avait pas pensé à la cabine haute tension et son transformateur, situé à quelques mètres.

Christian

[olivdeso 1 860]

un post comme je les aimes...merci Christian

On en parlais justement hier soir avec les collègues pour le planétaire...l'intérêt des longues lunettes, loin du sol v.s. les SCT courts

Ceci dit, est ce qu'un bon "ventilateur industriel de 45cm" (google that) qu'on trouve en magasin de brico, et qu'on poserait par terre, ne pourrait pas améliorer la chose, en évitant à l'air chaud turbulent une convection sous le tube.
(idée similaire au soufflage des primaire, mais à plus grande échelle, sur le sol)

[jp-brahic 4 100]

effectivement on a droit à 12 mètres sur son terrain j'imagine la tronche de mes voisins!!!!
j'ai une terrasse plein sud à l'étage de la maison , faudra que j'essais de monter la lunette çà me ferra un objectif à environ 5 mètres de hauteur

sinon effectivement le turbulence locale en solaire est importante mais la plus destructrice c'est celle qui se trouve plus haut dans le ciel

[Ce message a été modifié par jp-brahic (Édité le 08-03-2015).]

[christian viladrich 7 674]

Alain,
Quand tu dis 12 m et < 5 m2 au sol, c'est pour une construction en dur (par ex un pigeonnier) ou une construction démontable ?

[chonum 976]

De jour, l'essentiel de la turbulence est bien sur les 2/3 premiers km (Modèle Valley, Beckers, Seykora). Et la scintillation est aussi sur un objet non ponctuel due au basses couches de l'atmosphère (Beckers).

C'est étonnant que cela s'améliore autant en milieu d'après midi !
Pour la hauteur, je ne suis pas surpris

Je finalise l'ensemble cette semaine, et je lance la production avec bibi et son fer à souder

[LAURATT 1]

bonjour,

la note technique n°33 de novembre 1996 (c'est vieux) de météo France sur la mesure du vent et sa perturbation par les obstacles est très intéressante dans ce domaine. En gros, suivant les obstacles sur le terrain par rapport a la direction du vent, il est utile d'élever de quelques mètres un anémomètre si la rugosité du sol est faible (terrain plat, ouvert,herbeux) pour approcher un mesure correcte de la vitesse des vent en altitude.

bonne journée

laurent