Le texte ci-dessous est la traduction d’un article écrit par le Dr Tony Philipps publié le 27 septembre 2018 sur le site spaceweatherarchive.com.
Nous en devons la traduction à Camille Veyres.
Il est bien précisé dans cet article qu’il n’y a pas de relation entre le cycle naturel de refroidissement et de réchauffement de la thermosphère (couche de l’atmosphère qui commence à une altitude de 95 km) et le climat à la surface de la Terre.
Le soleil entre dans une période de minimum solaire, une des plus marquées depuis que l’on a des observations par satellites. Pendant l’année 2018 il n’y a pas ou presque pas eu de taches solaires et le flux ultraviolet émis par le soleil a fortement diminué . Des études récentes montrent que la très haute atmosphère y a été sensible.
Nous voyons une tendance au refroidissement, dit Martin Mlynczak du centre de recherches Langley de la NASA : « Très haut dans l’atmosphère notre atmosphère perd en chaleur. Si la tendance actuelle se poursuit nous pourrions bientôt voir un record de froid depuis que l’on a des observations satellitaires ».
Figure 1 : le satellite TIMED qui observe les températures de la très haute atmosphère
Ces résultats viennent de l’instrument SABER qui est à bord du satellite TIMED de la NASA. SABER mesure les émissions infrarouge du dioxyde de carbone et de l’oxyde d’azote, deux substances qui ont un rôle essentiel dans l’équilibre thermique de l’air entre 100 et 300 kilomètres au-dessus de la surface de notre planète. L’observation du rayonnement infrarouge de ces molécules permet à SABER de trouver la température du gaz tout en haut de l’atmosphère, dans cette couche que les chercheurs appellent la thermosphère.
La thermosphère se refroidit toujours pendant un minimum solaire. Sur notre planète,c’est là que le cycle solaire est le plus visible nous dit Mlynczak qui est chercheur-principal-associé pour SABER. Quand la thermosphère refroidit, elle se rétracte, ce qui réduit le rayon de l’atmosphère terrestre. Ça diminue la traînée aérodynamique des satellites en orbite terrestre basse, ce qui augmente leur durée de vie ; voilà la bonne nouvelle. La mauvaise nouvelle est que ça réduit aussi le nettoyage naturel des débris spatiaux en orbite d’où un environnement terrestre plus encombré.
Figure 2 : les couches de l’atmosphère (source : NASA)
Pour faciliter le suivi de ce qui se passe dans la thermosphère Mlynczak et ses collègues ont récemment introduit un indice du climat de la thermosphère (TCI, Thermosphere Climate Index) : c’est un nombre exprimé en watts qui dit la chaleur que les molécules d’oxyde d’azote NO relâchent dans l’espace. Pendant le maximum solaire le TCI est grand (et « chaud ») mais il est petit (ou « froid ») pendant un minimum solaire.
Il est actuellement extrêmement faible nous dit Mlynczak. « SABER mesure actuellement 33 milliards de watts de puissance infrarouge venant des molécules NO. C’est dix fois moins que ce que nous voyons pendant des phases plus actives du cycle solaire. »
Quoique SABER ne soit en orbite que depuis 17 ans, Mlynczak et ses collègues ont récemment calculé un TCI remontant jusqu’aux années 1940. SABER, dit-il, nous permet d’associer TCI à d’autres variables comme l’activité géomagnétique et les émissions ultra-violettes du soleil mesurées depuis des décennies.
Figure 3 : Reconstitution de l’indice climatique de la thermosphère ou TCI . Mlynczak et ses collègues ont récemment publié un article sur le TCI montrant que l’état de la thermosphère peut être présenté avec les cinq mots simples : froid, frais, neutre, chaud et très chaud.
Alors que 2018 se termine,l’indice TCI approche d’un minimum depuis qu’on l’observe avec des instruments embarqués sur des satellites. « Nous n’y sommes pas encore tout à fait » dit Mlynczak « mais pourrions y être dans quelques mois ».
« Nous sommes très heureux que SABER recueille des informations si importantes pour le suivi de l’effet du soleil sur notre atmosphère » dit James Russell, chercheur principal du projet SABER à l’université Hampton. « Nous n’attendions pas que cet instrument conçu pour durer seulement 3 ans en orbite nous donne un enregistrement de plus de 16 années des variations de long terme des conditions thermiques de l’atmosphère à plus de 70 miles (130 km ou 113 km selon qu’il s’agit de mille nautique (1852 m) ou terrestre (1605 m)) au-dessus de la surface ».
L’indice climatique de la thermosphère TCI va bientôt être ajouté régulièrement à Spaceweather.com de façon que nos lecteurs puissent surveiller l’état de la haute atmosphère comme le font les chercheurs.
Restez attentif aux mises à jour sur http://spaceweather.com/services/.
Références
Martin G. Mlynczak, Linda A. Hunt, James M. Russell, B. Thomas Marshall, Thermosphere climate indexes: Percentile ranges and adjectival descriptors, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.04.004
Mlynczak, M. G., L. A. Hunt, B. T. Marshall, J. M. RussellIII, C. J. Mertens, R. E. Thompson, and L. L. Gordley (2015), A combined solar and geomagnetic index for thermospheric climate. Geophys. Res. Lett., 42, 3677–3682. doi: 10.1002/2015GL064038.
Mlynczak, M. G., L. A. Hunt, J. M. Russell III, B. T. Marshall, C. J. Mertens, and R. E. Thompson (2016), The global infrared energy budget of the thermosphere from 1947 to 2016 and implications for solar variability, Geophys. Res. Lett., 43, 11,934–11,940, doi: 10.1002/2016GL070965
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