Unités de mesure des aurores : K, Kp, G, S et R

Indice K et Indice Kp (Kp Index)

Source : http://www.swpc.noaa.gov/products/planetary-k-index - Traduction :
"L'indice K (K-Index), et par extension l'indice Kp ("Planetary K-Index"), sont utilisés pour exprimer la magnitude des tempêtes géomagnétiques. L'indice Kp est un excellent indicateur des perturbations du champ magnétique terrestre. Il est utilisé par le Space Weather Prediction Center pour décider d'émettre des alertes ou avertissements aux utilisateurs potentiellement affectés par ces perturbations."

L'échelle Kp débute à 0 et termine à 9. A 1, tout est calme. De 5 à 9,  cela indique la présence de tempête géomagnétique.
Pour en savoir plus sur l'indice Kp (Kp Index)

Indice G : tempêtes géomagnétiques

Source : http://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geomagnetic-storms - Traduction partielle :
Une tempête géomagnétique est une perturbation majeure de la magnétosphère terrestre. Elle se produit lors d'un important échange d'énergie en provenance du vent solaire dans l'environnement terrestre. Les plus grandes tempêtes sont généralement associées à des éjections de masses coronales (EMC) d'au moins un milliard de tonnes de plasma solaire ayant leur propre champ magnétique. L'ensemble part en direction de l'espace, et parfois en direction de la terre.
Les tempêtes se traduisent également par d'intenses courants dans la magnétosphère, des changements dans les ceintures de radiations et dans l'ionosphère dont des échauffements de cette dernière. Il existe des courants produits dans la magnétosphère qui suivent le champ magnétique, ils sont appelés "courants alignés". Ces courants alignés se connectent à d'intenses courants de l'ionosphère aurorale.
Tous ces courants réunis ainsi que les perturbations magnétiques qu'ils génèrent sur terre sont utilisés pour générer un indice de perturbation géomagnétique planétaire, nommé Kp (Kp Index). Cet indice Kp est la base d'une des 3 principales échelles du NOAA Space Weather : la tempête géomagnétique, ou "G-Scale". Elle est utilisée pour décrire les conditions météorologiques spatiales  pouvant perturber les systèmes sur terre.
Durant ces tempêtes, la partie haute de l'atmosphère peut subir des changements tels qu'une augmentation de la densité et de la répartition de la densité, ce qui engendre une augmentation de la trainée des satellites en orbite basse. Les changements de densité de l'ionosphère peuvent également modifier le parcours des signaux radio et créer des erreurs d'informations de positionnement pour les systèmes GPS. Pendant que ces tempêtes créent de belles aurores dans le ciel, les systèmes de navigation par satellites peuvent être perturbés. Mais pas seulement : à travers les réseaux de transport d'électricité et les pipelines, ces tempêtes peuvent générer d'importants courants induits pouvant perturber ces réseaux, voire faire tomber les réseaux électriques.

Echelle Description Impacts
La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets
Physical
measure
Fréquence moyenne
(1 cycle = 11 ans)
 G 5  Extrême • Systèmes électriques : Généralisation des problèmes de contrôle de tension et des systèmes de protection, certains réseaux électriques (terrestres) peuvent totalement s'effondrer et être en panne. Les systèmes de transformation électrique peuvent être endommagés
Vaisseaux et satellites en exploitation : Possible génération d'importants courants induits, problème d'orientation et de liaison bidirectionnelle et de suivi des satellites
Autres systèmes : Les courants induits le long des pipelines peuvent atteindre plusieurs centaines d'ampères, la propagation des radios H.F. peut être impossible pendant 1 à 2 jours à de nombreux endroits, les systèmes de navigation par satellites peuvent être dégradés pendant plusieurs jours, les systèmes de radionavigation basse fréquence peuvent être coupés pendant des heures. Les aurores sont visibles depuis de plus basses latitudes (qu'au niveau ci-dessous) (voir la page ″Où observer les aurores polaires ?″ et l'indice Kp dans la colonne suivante)
 Kp = 9 4 par cycle
(4 jours par cycle)
 G 4  Importante • Systèmes électriques : Potentiels problèmes de contrôle de tension généralisés, certains systèmes de protection disjoncteront à tort sur les réseaux électriques
• Vaisseaux et satellites en exploitation : Possibles problèmes générés par les courants induits, corrections potentiellement nécessaires pour les problèmes d'orientation
Autres systèmes : Génération de courants induits le long des pipelines affectant les systèmes de prévention, propagation des ondes radios H.F. fortement impactée, systèmes de navigation par satellites dégradés pendant plusieurs heures, système de radionavigation basse fréquence. Les aurores sont visibles depuis de plus basses latitudes (qu'au niveau ci-dessous) (voir la page ″Où observer les aurores polaires ?″ et l'indice Kp dans la colonne suivante)
 Kp = 8 et 9-  100 par cycle
(60 jours par cycle)
 G 3  Forte • Systèmes électriques : Corrections des tensions peuvent être nécessaires, déclenchement de fausses alarmes possible sur les systèmes protégés
Vaisseaux et satellites en exploitation : Possible génération de courants induits sur les composants des satellites, possible augmentation de la trainée des satellites en orbite basse, corrections potentiellement nécessaires pour les problèmes d'orientation
Autres systèmes : Systèmes de navigation satellite et radionavigation basse fréquence peuvent être impactés de façon intermittente, Radios H.F. peuvent être hachées. Les aurores sont visibles depuis de plus basses latitudes (qu'au niveau ci-dessous) (voir la page ″Où observer les aurores polaires ?″ et l'indice Kp dans la colonne suivante)
 Kp = 7
200 par cycle
(130 jours par cycle)
 G 2 Modérée • Systèmes électriques : Les systèmes électriques en hautes altitudes peuvent subir des problèmes de tensions, des tempêtes de longue durée peuvent endommager les transformateurs
Vaisseaux et satellites en exploitation : Actions correctives peuvent être requises par le contrôle au sol, possibles modifications des trainées affectant les prévisions d'orbites
• Autres systèmes : Propagation des ondes radios Hautes Fréquences pouvant disparaitre aux plus hautes latitudes. Les aurores sont visibles depuis de plus basses latitudes (qu'au niveau ci-dessous) (voir la page ″Où observer les aurores polaires ?″ et l'indice Kp dans la colonne suivante)
 Kp = 6
 600 par cycle
(360 jours par cycle)
 G 1  Mineure • Systèmes électriques : Faibles fluctuations du réseau électrique possibles
Vaisseaux et satellites en exploitation : Impacts mineurs sur l'exploitation des satellites
• Autres systèmes : Les oiseaux migrateurs peuvent être affectés à ce niveau et aux niveaux supérieurs. Les aurores sont généralement visibles aux hautes latitudes (voir la page ″Où observer les aurores polaires ?″ et l'indice Kp dans la colonne suivante)
 Kp = 5
1700 par cycle
(900 jours par cycle)

Indice S : tempêtes de radiations solaires

Source : Solar Radiation Storm - Traduction partielle :
Les tempêtes de radiations solaires peuvent apparaitre lors de larges éruptions magnétiques, provoquant souvent une éjection de masse coronale. Associées à une éruption solaire elles provoquent l'accélération des particules chargées à de très hautes vitesses. Les protons, principales particules, peuvent être accélérés à 1/3 de la vitesse de la lumière, leur permettant de parcourir les 150 000 000 de kilomètres séparant la terre du soleil et d'atteindre l'atmosphère terrestre en 30 minutes. Guidées par les lignes de champ magnétique, ces particules descendent autour des pôles et atteignent l'atmosphère terrestre. Le NOAA catégorise les tempêtes de radiation solaire de 1 à 5 sur l'échelle du NOAA Space Weather. Une tempête de radiation solaire peut durer quelques heures à plusieurs jours.
Ces tempêtes ont différents impacts sur terre. Lorsque les protons (très chargés en énergie) rentrent en contact avec les satellites ou les humains dans l'espace, ils peuvent pénétrer en profondeur dans l'objet. S'en suit de possibles dommages des circuits électroniques ou de l'ADN des espèces vivantes.
Durant une tempête de classe S2 (ou plus) , les passagers et l'équipage des avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques de radiation.  Quand les protons rencontrent l'atmosphère, ils ionisent les atomes et les molécules ce qui engendre des électrons libres. Ces électrons créent une couche proche de la partie basse de l'ionosphère qui peut absorber les radios H.F. rendant les communications difficiles ou impossibles.

Echelle Description Impacts
La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets
Physical
measure

(Flux level of
>= 10 MeV
particles)
Fréquence moyenne
(1 cycle = 11 ans)
S 5 Extrême • Vie biologique : Risques inévitables d'irradiation aux spationautes en sortie extra-véhiculaire. Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation
Vaisseaux et satellites en exploitation : Les satellites peuvent devenir inutilisables, les effets sur les puces mémoires peuvent engendrer une perte de contrôle, important bruit sur les données d'imagerie, systèmes de suivi d'étoiles incapables de localiser les sources, dommage irréversible des panneaux solaires
• Autres systèmes : Potentiel brouillage total des communications radios H.F. à travers les régions polaires et erreurs de positions rendant extrêmement difficile la navigation
105 -1 par cycle
S 4 Importante • Vie biologique : Risques inévitables d'irradiation aux spationautes en sortie extra-véhiculaire. Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation
Vaisseaux et satellites en exploitation : Potentiels problèmes des systèmes de mémoire, bruit sur les systèmes d'imagerie, possibles problèmes d'orientation des systèmes de suivi d'étoiles et dégradation de l'efficacité des panneaux solaires
• Autres systèmes : Brouillage des communications radios H.F. à travers les régions polaires et augmentation des potentielles erreurs de navigation durant plusieurs jours
104 3 par cycle
S 3 Forte Vie biologique : Sorties extra-véhiculaires déconseillées (risques d'irradiation). Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation
• Vaisseaux et satellites en exploitation : Perturbations, bruit sur les systèmes d'imagerie, et potentielles pertes d'efficacité des panneaux solaires
• Autres systèmes : Dégradations de la propagation des ondes radios à travers les régions polaires et possibles erreurs de positions lors de navigation
103 10 par cycle
S 2 Modérée • Vie biologique : Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation
Vaisseaux et satellites en exploitation : Trouble unique et rare possible
Autres systèmes : Impact mineur sur la propagation des ondes radios H.F. à travers les régions polaires et navigation potentiellement affectée aux calottes polaires.
102 25 par cycle
S 1 Mineure • Vie biologique : aucun
Satellite en exploitation : aucun
Autres systèmes : Impact mineur sur les échanges radios H.F. aux régions polaires
10 50 par cycle

Indice R : Radio Blackouts (brouillage radioélectrique)

Source : Solar Flares (Radio Blackouts) - Traduction partielle :
Les éruptions solaires sont d'énormes panaches de radiations électromagnétiques, accompagnés d'éjection de masse coronale. Les rayons X et ultra-violets émis lors d'éruptions solaires ionisent l'atmosphère terrestre. Les propriétés de la couche basse de l'ionosphère changent et absorbent alors les signaux radios terrestres au lieu de les faire rebondir. Les radiocommunications sont alors impossibles. On parle alors de "Radio blackouts". Un "Radio Blackout" est l'impossibilité de communiquer via les hautes fréquences (bande de 5 à 35 Megahertz). Les radiocommunications basse fréquence peuvent en revanche passer mais en étant particulièrement dégradées.

Les "Radio Blackouts" sont classés sur l'échelle du NOAA sur 5 niveaux, elle même basée sur l'échelle des rayons-X émis lors d'éruptions solaires.

Echelle Description Impacts
La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets
Physical
measure
Fréquence moyenne
(1 cycle = 11 ans)
R 5 Extrême • Système de radio H.F. : Panne totale des radiocommunications H.F. sur la totalité du côté ensoleillé de la terre pendant de nombreuses heures. Aucun contact radio n'est possible pour les marins et aviateurs dans cette zone.
• Système de navigation : Les signaux de radionavigation basse fréquence utilisés par les systèmes maritimes et aéronautiques subissent des pannes du côté ensoleillé de la terre pendant plusieurs heures, provoquant la perte de positionnement. Augmentation des erreurs de positionnement
X20
(2 x 10-3)
-1 par cycle
  R4 Importante • Système de radio H.F. : Panne des radio-communications H.F. sur la majorité du côté ensolleillé de la terre pendant 1 à 2 heures. Contact radio H.F. perdu pendant cette période
• Système de navigation : Pannes des signaux basse fréquence de navigation augmentant les erreurs de positionnement pendant 1 à 2 heures. Possibles perturbations mineures des systèmes de navigations par satellite du côté ensoleillé de la terre
X10
(10-3)
  8 par cycle
(8 jours par cycle)
R 3 Forte • Système de radio H.F. : Larges pannes des radio-communications H.F. du côté ensoleillé de la terre, perte de contact radio pendant environ 1 heure
• Système de navigation :  Signaux de navigation basse fréquence dégradés pendant environ 1 heure
X1
(10-4)
175 par cycle
(140 jours par cycle)
  R 2 Modérée • Système de radio H.F. : Pannes limitées des radio-communications H.F. du côté ensoleillé de la terre, perte de contact radio pendant plusieurs dizaines de minutes
• Système de navigation : Signaux de navigation basse fréquence dégradés pendant plusieurs dizaines de minutes
M5
(5 x 10-5)
  350 par cycle
(300 jours par cycle)
  R 1 Mineure • Système de radio H.F. : Dégradation faible ou mineure des radiocommunications H.F. du côté ensoleillé de la terre, pertes de contact radio occasionnelles
• Système de navigation : Signaux de radionavigation basse fréquence dégradés pendant de courtes périodes
M1
(10-5)
2000 par cycle
(950 jours par cycle)

 

◄ Page précédente : Quand voir les aurores polaires ? Page suivante : Météo des aurores, pouvons-nous les prédire ?

Un peu de lecture

© WWW.AURORA-MANIACS.COM