Les chercheurs ont trouvé un lien entre la météo ici sur Terre et la météo dans l'espace. C'est une découverte surprenante car l'ionosphère et la basse atmosphère sont séparées par des centaines de kilomètres.
La météo sur Terre a un lien surprenant avec la météo spatiale se produisant dans la haute atmosphère chargée électriquement, connue sous le nom d'ionosphère, selon de nouveaux résultats des satellites de la NASA.
«Cette découverte contribuera à améliorer les prévisions de turbulence dans l'ionosphère, ce qui peut perturber les transmissions radio et la réception des signaux du Global Positioning System», a déclaré Thomas Immel de l'Université de Californie à Berkeley, auteur principal d'un article sur la recherche publiée. 11 août dans Geophysical Research Letters.
Les chercheurs ont découvert que les marées d'air générées par une intense activité orageuse au-dessus de l'Amérique du Sud, de l'Afrique et de l'Asie du Sud-Est modifiaient la structure de l'ionosphère.
L'ionosphère est formée par les rayons X solaires et la lumière ultraviolette, qui séparent les atomes et les molécules de la haute atmosphère, créant une couche de gaz électriquement chargé appelé plasma. La partie la plus dense de l'ionosphère forme deux bandes de plasma près de l'équateur à une hauteur de près de 250 miles. Du 20 mars au 20 avril 2002, des capteurs à bord du satellite Imageur de la NASA pour la magnétopause à Aurora Global Exploration (IMAGE) ont enregistré ces bandes, qui brillent à la lumière ultraviolette.
À l'aide d'images d'IMAGE, l'équipe a découvert quatre paires de régions lumineuses où l'ionosphère était presque deux fois plus dense que la moyenne. Trois des paires lumineuses étaient situées au-dessus des forêts tropicales humides avec beaucoup d'activité orageuse - le bassin amazonien en Amérique du Sud, le bassin du Congo en Afrique et l'Indonésie. Une quatrième paire est apparue au-dessus de l'océan Pacifique. Les chercheurs ont confirmé que les orages sur les trois régions de forêt tropicale humide produisent des marées d'air dans notre atmosphère en utilisant une simulation informatique développée par le National Center for Atmospheric Research de Boulder, au Colorado, appelée Global Scale Wave Model.
La connexion aux bandes de plasma dans l'ionosphère a d'abord surpris les scientifiques car ces marées des orages ne peuvent pas affecter directement l'ionosphère. Le gaz dans l'ionosphère est tout simplement trop mince. La gravité de la Terre maintient la majeure partie de l'atmosphère près de la surface. Les orages se développent dans la basse atmosphère, ou troposphère, qui s'étend à près de 16 km au-dessus de l'équateur. Le gaz dans les bandes de plasma est environ 10 milliards de fois moins dense que dans la troposphère. La marée doit entrer en collision avec des atomes dans l'atmosphère au-dessus pour se propager, mais l'ionosphère où les bandes de plasma se forment est si mince que les atomes s'y heurtent rarement.
Cependant, les chercheurs ont découvert que les marées pouvaient affecter indirectement les bandes de plasma en modifiant une couche de l'atmosphère sous les bandes qui les façonnent. Sous les bandes de plasma, une couche de l'ionosphère appelée la couche E devient partiellement électrifiée pendant la journée. Cette région crée les bandes de plasma au-dessus d'elle lorsque des vents de haute altitude soufflent du plasma dans la couche E à travers le champ magnétique terrestre. Le plasma étant chargé électriquement, son mouvement à travers le champ magnétique terrestre agit comme un générateur, créant un champ électrique. Ce champ électrique façonne le plasma ci-dessus en deux bandes. Tout ce qui changerait le mouvement du plasma de la couche E modifierait également les champs électriques qu'ils génèrent, ce qui remodelerait ensuite les bandes de plasma ci-dessus.
Le modèle de vague à l'échelle mondiale a indiqué que les marées devraient déverser leur énergie à environ 62 à 75 miles au-dessus de la Terre dans la couche E. Cela perturbe les courants de plasma là-bas, ce qui modifie les champs électriques et crée des zones denses et lumineuses dans les bandes de plasma ci-dessus.
"La seule paire de zones lumineuses au-dessus de l'océan Pacifique qui n'est pas associée à une forte activité orageuse montre que la perturbation se propage autour de la Terre, ce qui en fait le premier effet mondial sur la météo spatiale à partir des conditions météorologiques de surface qui ont été identifiés", a déclaré Immel. "Nous savons maintenant que des prévisions précises des perturbations ionosphériques doivent intégrer cet effet du temps tropical."
«Cette découverte a des implications immédiates pour la météo spatiale, identifiant quatre secteurs sur la Terre où les tempêtes spatiales peuvent produire de plus grandes perturbations ionosphériques. L'Amérique du Nord se trouve dans l'un de ces secteurs, ce qui peut aider à expliquer pourquoi les États-Unis souffrent de conditions ionosphériques particulièrement extrêmes lors d'événements météorologiques spatiaux », a déclaré Immel.
Les mesures effectuées par le satellite de la NASA Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) du 20 mars au 20 avril 2002 ont confirmé que les zones denses existent dans les bandes de plasma. Les chercheurs veulent maintenant comprendre si l'effet change avec les saisons ou les grands événements, comme les ouragans.
La recherche a été financée par la NASA. Le National Center for Atmospheric Research est parrainé par la National Science Foundation, Arlington, Va.
L'équipe comprend Immel, Scott England, Stephen Mende et Harald Frey de l'Université de Californie à Berkeley; Eiichi Sagawa de l'Institut national des technologies de l'information et des communications, Tokyo, Japon; Sid Henderson et Charles Swenson de l'Université d'État de l'Utah, Logan, Utah; Maura Hagan du National Center for Atmospheric Research High Altitude Observatory, Boulder, Colorado; et Larry Paxton du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, Laurel, Md.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
