Caractérisation et modélisation du fluxEUV solaire

Characterisation and modelling of the solar EUV flux

• Auteur / Autrice : Matthieu Kretzschmar
• Direction : Jean Lilensten
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie. Astrophysique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

L'étude des relations Soleil-Terre est une science en pleine effervescence, tant à cause des problèmes physiques qu'elle soulève que par son impact grandissant sur nos sociétés, ce dernier cas étant illustré par l'émergence de la météorologie de l'espace. Dans ce cadre, cette thèse s'emploie à mieux connaître et modéliser le flux extrême ultraviolet (EUV) solaire, principal créateur de l'ionosphère diurne terrestre et plus généralement planétaire. Un traitement routinier original des mesures du spectromètre SUMER à bord de SOHO permet d'obtenir une statistique considérable sur l'émission des raies EUV dans les régions calmes et les trous coronaux de l'atmosphère solaire, répartie sur une fraction significative du cycle d'activité solaire de onze ans. La quantité de données réduites permet ensuite l'étude du réseau de la zone de transition au cours du cycle, montrant qu'il n'est pas observé de variations importantes de la structure réseau/cellules avec l'activité solaire. En utilisant ces résultats, nous calculons les mesures différentielles d'émissions (DEM), puis les spectres EUV synthétiques pour les 2 composantes de l'atmosphère solaire citées plus haut. La comparaison avec les données TIMED/SEE d'un calcul du flux solaire EUV basé sur ces 2 spectres et sur celui d'une région active rend la démarche convaincante. Nous étendons ensuite le concept de la DEM au soleil entier, et calculons ainsi le flux EUV à partir de la mesure de l'irradiance de 5 raies solaires, sur 100 jours. La comparaison sur l'ensemble du spectre avec les données de TIMED/SEE est encourageante.

The study of solar-terrestrial connections is a challenging science, because of the physical problems it implies and because of its growing impact on our societies, this last point being illustrated by the expansion of the study of space weather. In this context, this work aims to improve the knowledge and the modelling of the solar extreme ultraviolet flux which is the major cause for the existence of the planetary (and in particular terrestrial) ionosphere. An original processing of the measurements of the SUMER spectrometer onboard SOHO allows the retrieval of an important statistic of the solar emission lines intensities emitted in the quiet regions and the coronal holes of the solar atmosphere, during a significant part of the solar cycle. The amount of collected data permits the study of the transition region network and its variation during the solar cycle; no major changes of the cells and network elements structure is found with the activity. Using these results, we compute synthetic spectra through diffential emission measures (DEM) for the 2 regions of the solar atmosphere cited above. The comparison between TIMED/SEE data and a computation based on these 2 synthetic spectra and the one from an active region shows good agreement. Finally, we extend the DEM concept to the whole sun, and compute the solar EUV irradiance spectrum from the measurements of 5 solar lines, for a 100 day period. Comparisons at other wavelengths with the TIMED/SEE data reveal close similarities.