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Par 63°30 N / 80° W, à 5:00, nous étions manifestement à l'intérieur de l'ovale, l'aurore boréale étant observable approximativement entre les azimuts 060° et 200°, donc sur notre droite (nous étions établis sur la route vraie 060°), à une hauteur de 20 à 30° au-dessus de l'horizon.A 5h45, par 66 N / 65 W, nous approchions d'un nouveau passage sous l'ovale, l'arc auroral étant alors vu entre les azimuts 060° et 210° environ. Par 66° N / 55°W, à 6h20, nous étions encore plus proches, l'aurore était visible entre les azimuts 020° et 210°, notre route vraie étant au 090°.
A 6:45 nous passions pour la deuxième fois, manifestement, sous l'ovale, notre position étant au 66° N / 45° W.
Mon tour de repos étant alors arrivé, j'allais dans le poste de repos et confiais la fin des observations aux deux pilotes. Ceux-ci ont pu voir la lueur aurorale jusqu'à 0:h25. Nous étions alors aux environs du 30° W par 65° N.
Au total, on peut décompter près de 5 heures d'observation du phénomène sur ce vol mémorable.
J'ai observé de nombreuses autres aurores antérieurement.
Certaines étaient particulièrement spectaculaires par leur luminosité et par l'intensité du flux de particules qu'elles dénotaient au travers des gerbes de lumière mouvantes que nous pouvions admirer. Ce fût le cas en particulier le 2 octobre 1991 sur un vol de Chicago vers Paris en A310, ou encore le 19 août 1996 en A340, sur un retour de San Fransisco, toujours en direction de Paris.
Les occasions de passer à l'intérieur de l'ovale, et en conditions de pouvoir l'observer, sont rares sur l'actuel réseau d'Air France.
Ayant le sentiment que le phénomène, en cette nuit du 12 décembre 1996, était d'une intensité modeste, j'entretiens l'espoir de me retrouver un jour dans de telles conditions, mais avec la conjonction bénéfique d'un orage magnétique. |
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Éléments de Physique des relations soleil-terre |
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Le soleil. Vent solaire, éruptions solaires. |
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Le soleil envoie dans le milieu interplanétaire d'énormes quantités de matière. Cette matière est émise au niveau de la photosphère sous la forme de particules élémentaires, électrons et protons, de basse énergie. Le phénomène est permanent. Cette matière voyage dans le milieu interplanétaire sous l'appellation de vent solaire.
Des éruptions chromosphériques solaires (en Anglais, "solar flares") émettent parfois des particules de grande énergie, durant un temps relativement court, de l’ordre de l’heure.
L'activité solaire est variable selon un cycle d'une durée moyenne d'onze ans. Il y a donc alternance de périodes de faible et de forte activité, selon ce cycle moyen.
Le dernier maximum date de 1990.
L'histoire de cette science a néanmoins pu faire ressortir des exceptions à cette période d'onze ans, telle la période dite du "minimum de Maunder", qui dura environ 70 ans, au XVIIe siècle. (En fait, selon M. Legrand, la récurrence des observations d'aurores polaires à cette époque tend à montrer que le cycle se poursuit selon cette période moyenne d'onze ans mais avec une amplitude plus faible).
Selon ce cycle moyen nous devrions connaître aux environs de l'an 2000 un nouveau maximum d'activité. |
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Héliomagnétisme et activité solaire |
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L'activité solaire est la conséquence de l'évolution de deux champs magnétiques, l'un dipolaire, l'autre toroïdal.
Le champ dipolaire (quelques centaines de gauss) varie en intensité au cours d'un cycle de onze ans et dirige l'émission continue du vent solaire.
Le champ toroïdal (quelques milliers de gauss) émerge plus ou moins fréquemment à la surface de la photosphère selon aussi un cycle de onze ans, pour former des boucles magnétiques à la base desquelles apparaissent les taches solaires. Ces deux cycles, dont la polarité s'inverse tous les onze ans, sont liés l'un à l'autre et déphasés de trois à quatre ans environ, le maximum d'intensité du champ dipolaire se produisant au cours de la phase descendante du cycle de taches.
1) Le cycle du vent solaire
La vitesse d'émission du vent solaire augmentant avec la latitude héliographique (300 Km/sec à l'équateur et environ 800 Km/sec aux hautes latitudes), au minimum d'intensité du champ dipolaire, la Terre est balayée par du vent solaire de faible vitesse du fait de la rotation du soleil en vingt sept jours.
(cf. figure 1)
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Au maximum d'intensité du dipôle solaire, les lignes du champ sont rabattues vers l'équateur solaire, ce qui permet au vent solaire de grande vitesse, de balayer la Terre aux périodes équinoxiales, périodes au cours desquelles notre planète atteint une latitude héliographique de ± 70°,2 par suite de l'inclinaison de l'équateur solaire sur l'écliptique.
2) Le cycle des taches
Dix pour cent des groupes de taches, apparaissant aux pieds des boucles magnétiques, présentent une forte activité caractérisée par une émission continue de rayons X, d’ultraviolets et d'ondes radio - électriques. Ils sont le siège d'éruptions chromosphériques qui peuvent être parfois violentes avec émission de protons d'énergie comprise entre quelques Mev et 15 Gev, et d'une onde de choc.
Ces ondes de choc, comme les jets de vent solaire, lorsqu'ils atteignent la Terre, sont à l'origine des orages magnétosphériques, constitués par l'aurore polaire, l'orage magnétique et l'orage ionosphérique.
Rayonnement cosmique et énergie
Tout le rayonnement n’est pas d’origine solaire.
Le rayonnement cosmique primaire, c'est-à-dire avant pénétration et collisions dans l’atmosphère, a une énergie qui peut aller de 108 eV à 1023 eV. Il est considéré aujourd’hui que le rayonnement de très haute énergie (>1019 eV) est d’origine extra-galactique.
La Terre
Géomagnétisme
La terre à un champ magnétique d'origine interne. Son évolution est liée aux courants de matière dans le noyau de fer liquide. Ce noyau est en fait le siège de la "géodynamo". |
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Au maximum d'intensité du dipôle solaire, les lignes du champ sont rabattues vers l'équateur solaire, ce qui permet au vent solaire de grande vitesse, de balayer la Terre aux périodes équinoxiales, périodes au cours desquelles notre planète atteint une latitude héliographique de ± 70°,2 par suite de l'inclinaison de l'équateur solaire sur l'écliptique.
Schématiquement, on peut assimiler la terre à un dipôle magnétique simple (Cf. Figure 2), légèrement excentré et incliné de 11°4 par rapport à l'axe des pôles géographiques. Ce dipôle a son pôle "nord" dans la région de Thulé au Groenland , par 79° N et 69° W (il s'agit en fait, selon les conventions du magnétisme, d'un pôle Sud).
Le pôle "sud" géomagnétique se trouve dans la région de Vostok en Antarctique. |
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Ce champ magnétique s'organise en altitude selon des lignes de flux qui se raccordent à ce dipôle. Si l'on s'éloigne de quelques rayons terrestres, ce champ va se modifier et faiblir jusqu'à une zone de transition vers le milieu interplanétaire.
Le champ magnétique terrestre est en effet confiné par le vent solaire dans un volume en forme d'oeuf oblong (ou en forme de comète) qui joue le rôle d'un bouclier par rapport au plasma solaire. Cet oeuf, qui matérialise la limite d'influence du champ magnétique terrestre, a pour nom magnétosphère. La "coquille" de l'oeuf, zone de transition entre le champ magnétique terrestre et le champ magnétique interplanétaire, a pour nom magnétopause. (Cf. Figure 3) |
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