AÉRONOMIE

Effets de l'activité solaire

L' activité solaire est caractérisée par un cycle de onze ans. Les mesures du spectre solaire montrent que cette activité se manifeste surtout aux longueurs d'onde inférieures à 175 nm. Plusieurs indices représentent de manière indirecte, et plus ou moins correctement, les variations du flux solaire ultraviolet. Dans les modèles atmosphériques, l'indice le plus utilisé est le flux radioélectrique à une longueur d'onde de 10,7 cm et mesuré par un radiotélescope à Ottawa au Canada (fig. 8). Ce flux n'a aucune influence sur la structure de l'atmosphère, mais convient pour représenter de manière empirique les variations de température observées dans la thermosphère. Il est engendré dans la couronne solaire où sont également formées les raies du spectre ultraviolet qui sera absorbé au-dessus de 100 km d'altitude dans la thermosphère terrestre. Dès lors, les variations de cette énergie incidente se manifesteront surtout dans la thermosphère, où les températures varient entre 600 K et 2 000 K suivant les conditions de l'activité solaire. La figure 9 montre l'étendue des ceintures d'oxygène atomique, d'hélium et d'hydrogène atomique entourant la Terre en fonction de la température de la thermopause, c'est-à-dire en fonction de l'activité solaire. Les limites de ces ceintures sont définies par l'égalité entre le constituant qui perd sa prépondérance numérique et celui qui va l'acquérir. On conçoit que ces variations de composition avec l'activité solaire entraînent également des modifications de la circulation générale dans la thermosphère. Il apparaît clairement sur la figure 8 que deux cycles undécennaux n'ont pas nécessairement la même amplitude. Cela complique l'analyse aéronomique, car des conclusions quantitatives obtenues pour un cycle ne sont pas nécessairement valables pour le suivant.

Le Soleil émet également des particules chargées (électrons, protons et noyaux plus lourds) qui constituent le vent solaire. Ce rayonnement corpusculaire interagit avec le champ magnétique terrestre et donne lieu à des précipitations de particules chargées dans les régions polaires, le long des lignes de force du champ magnétique. De plus, cette interaction du vent solaire avec la magnétosphère et l'ionosphère crée des champs électriques suffisamment intenses pour faire apparaître un échauffement par effet Joule, dans la thermosphère. Cet échauffement se fait par l'intermédiaire des électrons et des ions de l'ionosphère. Cette activité, appelée aussi activité géomagnétique, est extrêmement variable d'un jour à l'autre. Son intensité est également caractérisée de façon indirecte par des mesures des variations du champ magnétique terrestre au niveau du sol. Ces variations permettent d'établir des indices géomagnétiques qui sont utilisés comme le flux radioélectrique dans les modèles, mais ne sont pas l'agent physique responsable des variations observées dans la thermosphère. Une analyse physique complète des effets de l'activité solaire exigerait des mesures continues des caractéristiques du vent solaire, de la magnétosphère et de l'intensité du spectre solaire arrivant au sommet de l'atmosphère.