Paramètres aurores boréales
1. Vent solaire
Flux de particules chargées (protons, électrons) émis par le Soleil.
Paramètres clés : vitesse (km/s), densité (particules/cm³).
Plus le vent est rapide et dense, plus il peut compresser et perturber la magnétosphère terrestre → augmente les chances d’aurores.
2. Trou coronal
Région sombre de la couronne solaire, champ magnétique est « ouvert ».
Source de vent solaire rapide (jusqu’à 700–800 km/s). Quand ces flux atteignent la Terre, ils augmentent la probabilité d’aurores.
Les trous coronaux peuvent persister plusieurs rotations solaires (~27 jours).
3. CME (Éjection de masse coronale)
Énorme bulle de plasma et de champ magnétique éjectée par le Soleil. Voyage jusqu’à la Terre en 1 à 3 jours.
provoque des tempêtes géomagnétiques majeures.
4. BT (Champ magnétique interplanétaire total)
Intensité du champ magnétique transporté par le vent solaire (en nT).
Plus BT est élevé → plus d’énergie disponible pour les aurores (ex. 20 nT ≫ 5 nT).
5. BZ (Orientation nord/sud du champ magnétique interplanétaire)
Paramètre clé pour les aurores.
- BZ > 0 (nord) : champ solaire aligné avec celui de la Terre → interaction faible.
- BZ < 0 (sud) : champ solaire opposé au champ terrestre → reconnexion magnétique facilitée → le vent solaire s’injecte plus facilement dans la magnétosphère → aurores probables.
Plus BZ est négatif et plus longtemps il reste négatif, plus les aurores sont intenses et étendues.
Interactions entre les paramètres
- Vent solaire rapide seul → aurores modestes si BZ non pas favorable.
- Trou coronal + BZ négatif → aurores fréquentes, possible plusieurs nuits.
- CME + BT fort + BZ négatif → Tempêtes géomagnétiques, aurores visibles à basse latitude.
- Densité élevée du vent solaire → Accentuation de l’effet (plus de particules injectées dans la magnétosphère).
- Combo V élevée + n élevée + BT fort + BZ négatif → conditions maximales.
Lien avec indice Kp
Le Kp est la réponse observée de la Terre (réseau de magnétomètres au sol).
- BZ négatif → perturbations rapides → hausse du Kp.
- BT fort → amplifie les perturbations → hausse du Kp.
- Vent rapide/dense (trou coronal ou CME) → compresse la magnétosphère → hausse du Kp.
- CME + BZ négatif → Kp peut atteindre 7–9 (tempêtes majeures).
Notes sur les données KP GFZ
0.25-quantile (aussi appelé premier quartile, Q1)
- 25 % des scénarios prévoient un Kp plus petit ou égal à cette valeur.
- 75 % des scénarios prévoient un Kp plus grand.
0.75-quantile (troisième quartile, Q3)
- 75 % des scénarios prévoient un Kp plus petit ou égal à cette valeur.
- 25 % des scénarios prévoient un Kp plus grand.
Seuils
| Paramètre | Valeur typique | Seuil favorable | Valeur forte | Effet attendu |
|---|---|---|---|---|
| BZ (orientation nord/sud) | ± 0 nT | < –5 nT (sud) | < –10 nT (sud) | Reconnexion magnétique → aurores |
| BT (champ magnétique total) | 5 nT | > 10 nT | > 20 nT | Plus d’énergie disponible |
| Vitesse du vent solaire (V) | 350–450 km/s | > 500 km/s | > 700 km/s | Compression + Apport d’énergie |
| Densité du vent solaire (n) | 5–10 cm⁻³ | > 10 cm⁻³ | > 20 cm⁻³ | Plus de particules → interactions plus fortes |
| Pression dynamique (Pdyn) | 1–2 nPa | > 5 nPa | > 10 nPa | Forte compression de la magnétosphère |
| Champ électrique (Ey ≈ V·BZ) | ≈ 0 mV/m | > 2 mV/m | > 5 mV/m | Injection d’énergie accrue |
| Trou coronal | — | Vent rapide 600–700 km/s | > 750 km/s | Aurores récurrentes pendant plusieurs jours |
| CME | — | BT > 15 nT + BZ < –5 nT | BT > 20 nT + BZ < –10 nT | Tempêtes géomagnétiques majeures |