Étudier la météorologie spatiale à l'aide de données satellitaires

L'Agence spatiale canadienne (ASC) appuie neuf équipes de recherche canadiennes qui étudieront la météorologie spatiale pour mieux la comprendre et ainsi prévoir et contrer ses effets.

Les équipes visent notamment à approfondir les connaissances scientifiques des processus physiques dans le géoespace à l'origine de la météorologie spatiale, en analysant des données tirées d'instruments embarqués sur des satellites canadiens et internationaux, et parfois en analysant aussi des observations faites à partir du sol.

Les subventions de recherche accordées par l'ASC pour ces projets représentent une valeur totale de 2,16 millions de dollars sur une période de trois ans. Cette initiative vise à maximiser l'utilisation et les retombées scientifiques des données recueillies par les satellites tels que CASSIOPE (ePOP) et la constellation Swarm de l'Agence spatiale européenne.

Qu'est-ce que les données satellitaires permettront aux chercheurs d'étudier ou de mettre au point?

  • Échappement atmosphérique

    1. Les ions qui s'échappent de l'ionosphère à cause de phénomènes météorologiques spatiaux.
    2. Les irrégularités dans l'ionosphère et leur impact sur le géoespace.
  • Transfert d'énergie

    1. Le transfert d'énergie de l'ionosphère à la magnétosphère lié aux ondes magnétiques.
    2. Les électrons rapides à l'origine des aurores boréales.
    3. Des modèles améliorés pour comprendre comment les aurores sont produites.
  • Régions géospatiales

    1. La distribution inégale de l'énergie (ions et électrons) dans toute l'ionosphère.
    2. Les ceintures de Van Allen – régions de fort rayonnement autour de la Terre.
  • Perturbations technologiques

    1. Les ondes radio qui voyagent dans l'ionosphère.
    2. La simulation de conditions météorologiques spatiales violentes pour améliorer les systèmes de navigation par satellite.

Subventions et contributions de l'ASC

Ces projets sont subventionnés dans le cadre du Programme de subventions et contributions de l'ASC, à la suite de l’avis d’offre de participation : Analyses des données scientifiques du système Soleil-Terre.

Pour plus de renseignements sur les offres de participation actuelles de l'ASC, veuillez consulter la page Avis d'offre de participation.

Résumés des projets scientifiques sur le système Soleil-Terre

Échappement atmosphérique

  1. Fuite d'ions dans l'espace

    Au moment où il atteint la Terre, le vent solaire percute le champ magnétique de notre planète et des ions de la haute atmosphère sont projetés dans l'espace. L'équipe scientifique mettra au point un modèle informatique pour simuler les relations entre le champ magnétique de la Terre et la haute atmosphère qui pourraient nuire aux systèmes technologiques au sol et dans l'espace.

    Projet

    Application d'un modèle quantitatif complet de l'ionosphère aux observations de la suite d'instruments ePOP sur CASSIOPE et de la mission Swarm.

    Équipe de recherche
    • Robert Rankin, Université de l'Alberta (chercheur principal)
    • David Knudsen, Université de Calgary
    • Andrew Yau, Université de Calgary
  2. Perturbations dans l'ionosphère

    L'ionosphère au-dessus du Canada devient irrégulière lorsqu'elle est perturbée par les conditions météorologiques spatiales. L'équipe du projet étudiera les causes de ces irrégularités (variations de densité du plasma à petite échelle) dans la haute atmosphère et leurs effets sur ce qui relie la haute atmosphère et l'espace. Ces perturbations peuvent nuire au fonctionnement des systèmes de navigation par satellite. L'équipe explorera aussi comment les atomes chauds dans la haute atmosphère peuvent ralentir les satellites en basse orbite terrestre.

    Projet

    Irrégularités à petite échelle du plasma et lien entre la magnétosphère, l'ionosphère et la thermosphère dans les régions de hautes latitudes

    Équipe de recherche
    • Andrew Yau, Université de Calgary (chercheur principal)
    • Leroy Cogger, Université de Calgary
    • Richard Langley, Université du Nouveau-Brunswick
    • Bernard Shizga, Université de la Colombie-Britannique
    • Christopher Watson, National Center for Atmospheric Research

Transfert d'énergie

  1. Ondes magnétiques

    Le champ magnétique de la Terre joint l'ionosphère à l'environnement spatial. L'équipe du projet étudiera comment les ondes magnétiques relient ces zones et interviennent dans le transfert d'énergie dans le géoespace, entre l'ionosphère et la magnétosphère.

    Projet

    Quel rôle les ondes d'Alfvén jouent-elles dans le transfert d'énergie dans le système dynamique magnétosphère-ionosphère?

    Équipe de recherche
    • Ian Mann, Université de l'Alberta (chercheur principal)
    • Ivan Pakhotin, Université de l'Alberta
    • Louis Ozeke, Université de l'Alberta
    • David Miles, Université de l'Alberta
    • Robert Lysak, Université du Minnesota
  2. Propriétés des aurores

    Les aurores boréales se produisent lorsque des électrons rapides tombent de l'espace dans l'atmosphère et font briller des atomes dans l'ionosphère. L'équipe du projet étudiera ce phénomène pour ainsi mieux comprendre les processus qui perturbent les systèmes de navigation par satellite.

    Projet

    Résonances optiques des lignes de champ : propriétés des aurores et étalonnage de l'instrument EFI sur Swarm

    Équipe de recherche
    • Eric Donovan, Université de Calgary (chercheur principal)
    • Emma Spanswick, Université de Calgary
    • David Knudsen, Université de Calgary
    • Frances Fenrich, Université de l'Alberta
    • Megan Gillies, Université de Calgary
  3. Effet des électrons

    Les électrons qui proviennent de l'espace et pénètrent l'atmosphère de la Terre sont à l'origine de phénomènes de météorologie spatiale et produisent souvent des aurores boréales. À l'aide de données recueillies avec six instruments spatiaux canadiens, en plus d'observations d'aurores faites depuis le sol, l'équipe du projet travaillera à améliorer le modèle de l'effet des électrons sur l'ionosphère et l'apparition des aurores.

    Projet

    Les électrons suprathermiques dans l'environnement géospatial et leurs effets sur la haute atmosphère

    Équipe de recherche
    • Emma Spanswick, Université de Calgary (chercheure principale)
    • Jun Liang, Université de Calgary
    • Eric Donovan, Université de Calgary

Régions géospatiales

  1. Asymétrie dans l'ionosphère

    Lorsque les rayons du Soleil atteignent l'atmosphère de la Terre, des atomes sont divisés en ions et en électrons. Même si le Soleil brille de manière uniforme sur toute l'ionosphère, certaines régions contiennent plus d'ions et d'électrons que d'autres. L'équipe du projet vise à comprendre cette variation inexpliquée à l'échelle de l'ionosphère (l'asymétrie équinoxiale de l'ionosphère) qui a un impact négatif sur les télécommunications par satellite.

    Projet

    Analyse et modélisation de l'asymétrie ionosphérique équinoxiale à l'aide des données de l'instrument EFI sur Swarm et de modèles physiques de l'ionosphère

    Équipe de recherche
    • David Knudsen, Université de Calgary (chercheur principal)
    • Levan Lomidze, Université de Calgary
    • Johnathan Burchill, Université de Calgary
    • Yongshen Chen, Université York
    • Joseph Huba, Naval Research Laboratory
  2. Ceintures de Van Allen

    Les ceintures de Van Allen sont des régions de fort rayonnement autour de la Terre. Elles capturent les particules énergétiques produites par les tempêtes solaires. L'activité dans les ceintures de rayonnement est dangereuse pour les humains et l'équipement technologique. L'équipe du projet étudiera le rôle que jouent les ondes à ultra-basse fréquence dans l'évacuation des électrons néfastes hors des ceintures de Van Allen.

    Projet

    Les ondes à ultra-basse fréquence peuvent-elles résoudre le mystère de la perte des électrons ultrarelativistes dans la ceinture extérieure de Van Allen?

    Équipe de recherche
    • David Milling, Université de l'Alberta (chercheur principal)
    • Ian Mann, Université de l'Alberta
    • Louis Ozeke, Université de l'Alberta
    • Stavros Dimitrakoudis, Université de l'Alberta
    • Craig Rodger, Université d'Otago

Perturbations technologiques

  1. Ondes radio

    Les ondes radio sont essentielles aux télécommunications dans le Nord canadien et aux vols au-dessus des régions polaires. Elles voyagent dans l'atmosphère et dans l'espace, sauf si elles sont déviées dans l'ionosphère. Les chercheurs visent à améliorer notre compréhension de la manière dont les ondes radio voyagent dans la haute atmosphère et à créer un modèle permettant de surveiller les conditions au-dessus du Nord canadien. Un tel modèle serait utile pour les compagnies aériennes et les utilisateurs de postes radio à haute fréquence.

    Projet

    Recherches avec l'instrument satellitaire ePOP sur la propagation d'ondes radio à haute fréquence à travers l'ionosphère terrestre

    Équipe de recherche
    • Glenn Hussey, Université de Saskatchewan (chercheur principal)
    • Donald Danskin, Ressources naturelles Canada
    • Robert Gillies, Université de Calgary
    • Gordon James, Ressources naturelles Canada
    • Richard Langley, Université du Nouveau-Brunswick
  2. Systèmes de navigation par satellite

    Les systèmes de navigation par satellite (comme le GPS) sont vulnérables dans les régions polaires en raison des perturbations fréquentes dans la haute atmosphère causées par les conditions météorologiques spatiales dans ces endroits, ce qui peut nuire aux activités aériennes et maritimes. L'objectif de ce projet est de créer un modèle informatique qui simule des phénomènes de météorologie spatiale violents pour aider à concevoir et à tester de meilleurs récepteurs pour les systèmes de navigation par satellite.

    Projet

    Modèle de scintillation aux pôles pour les systèmes mondiaux de navigation par satellite

    Équipe de recherche
    • Susan Skone, Université de Calgary (chercheure principale)
    • Emma Spanswick, Université de Calgary
    • Sajan Mushini, Université de Calgary

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