Météorologie de l'espace  
 

 

C'est une discipline récente dont l'objectif est de comprendre l'impact de l'activité solaire sur notre environnement terrestre (sur les dispositifs technologiques, sur les êtres vivants, le climat, ...) et d'en prédire les effets. Contrairement à la physique des relations Soleil-Terre, dont l'objectif est de comprendre les mécanismes physiques, la météorologie de l'espace est une science appliquée orientée vers les besoins sociétaux.

Le Soleil peut agir de diverses façons sur notre environnement terrestre, via plusieurs types de mécanismes. Les effets sont eux aussi très divers. Quelques exemples :

  • dégradation voire destruction de satellites
  • transmissions radio atténuées ou interrompues
  • navigation par GPS interrompue
  • pannes informatiques à bord d'avions de ligne
  • irradiation du personnel navigant (aviation civile) ou des astronautes
  • pannes de transformateurs dans des réseaux de distribution d'électricité
  • prospection pétrolière rendue impossible à cause des variations du champ magnétique

Certains des effets sont illustrés sur cette figure
(L. Lanzerotti, Lucent Technologies).
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La météorologie de l'espace est une discipline qui émane de l'astrophysique, mais qui trouve des ramifications dans la météorologie, la physique des plasmas, la géophysique du globe terrestre, etc. Pour faire de la météorologie de l'espace, il faut donc avoir une bonne compréhension des mécanismes physiques allant depuis la surface du Soleil jusqu'à l'écorce terrestre, en passant par le milieu interplanétaire, l'environnement ionisé de la Terre et l'atmosphère. Cette diversité des milieux explique en partie les difficultés rencontrées dans la prévision.


Météorologie de l'espace ou météorologie spatiale ?

Bonnet blanc ou blanc bonnet. La préférence est désormais donnée à l'appelation météorologie de l'espace, puisque l'autre se réfère parfois au programme spatial de Meteo France pour l'observation de la Terre. Par ailleurs, on commence aujourd'hui aussi à parler de climatologie de l'espace, dont l'objectif est d'étudier les effets à plus long terme.


Est-ce une nouvelle discipline ou juste un effet de mode ?

L'appellation "météorologie de l'espace" ("space weather" en anglais) date des années 1990. Les caractéristiques de l'activité solaire sont connues depuis fort longtemps, mais il a fallu longtemps pour qu'un lien effectif soit établi entre ce qui se passe au niveau du Soleil et les répercussions que cela peut avoir sur Terre. Aujourd'hui, avec la présence accrue de l'homme dans l'espace et le recours toujours plus intensif à des dispositifs technologiques sensibles, ces effets deviennent de plus en plus perceptibles et le besoin de prévisions de manifeste. Il aura fallu attendre les années 1990 et la mise à disposition de nouveaux moyens d'observation pour qu'un ensemble apparemment disparate de mécanismes et d'effets puisse être regroupé au sein d'une même discipline.

Aujourd'hui, beaucoup d'utilisateurs ne sauraient plus se passer d'un service de prévision en métérologie de l'espace, même si l'insuffisance des moyens et notre manque de connaissance limite encore fortement notre capacité à effectuer des prévisions fiables. Les premiers à avoir reconnu ce besoin sont les militaires (pour la navigation par satellite et la transmission radio basse fréquence) et les compagnies de réassurance (pour savoir si une panne de satellite peut être attribuée à une cause prévisible ou non).

Il faut souligner ici le rôle crucial qu'ont joué certaines missions satellitaires récentes telles que SoHO. En effet, la mise à disposition de moyens d'observations plus performants a souvent bouleversé notre compréhension du milieu spatial et a été un facteur de progrès déterminant.


Qu'est-ce que les relations Soleil-Terre ?

Il y a deux décennies encore, la physique spatiale se résumait à l'étude d'un ensemble de régions géographiques distinctes (la Soleil, le vent solaire, la magnétosphère, l'ionosphère, ...), auxquelles s'intéressaient des communautés qui communiquaient peu entre elles. Aujourd'hui, une des principales activités en physique spatiale revient au contraire à comprendre les différents couplages entre le Soleil et l'environnement terrestre. On parle désormais de relations Soleil-Terre. La physique des relations Soleil-Terre et la météorologie de l'espace sont deux facettes d'une même discipline : la première se préoccupe de la compréhension des mécanismes physiques, alors que la seconde est orientée vers les applications et les besoins sociétaux.

Image composite du couplage entre le Soleil et la Terre (SoHO).
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Schéma représentant les divers mécanismes qui interviennent dans les couplages entre le Soleil et la Terre (Davenport, ARINC).
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La physique des relations Soleil-Terre est expliquée plus en détail dans les sites du Centre de Données de Physique des Plasmas (CDPP, Toulouse) ainsi que du Centre d'Etudes Terrestre et Planétaire (CETP, Vélizy).


Quel lien y'a-t-il avec la météorologie classique ?

Les deux disciplines possèdent de nombreux points communs. D'ailleurs, on peut dire que la météorologie de l'espace se trouve aujourd'hui dans une situation analogue à celle de la météorologie terrestre des années 1950. En effet, nous nous trouvons aujourd'hui à une époque charnière, avec le passage progressif d'observations isolées à un (timide) début de stratégie cohérente. Il faudra cependant attendre une décennie au moins avant qu'un programme spatial dédié soit enfin mis en place.

Il y a un siècle environ, l'intérêt pour la météorologie terrestre était loin d'être celui que l'on connaît aujourd'hui. D'abord les besoins en prévision étaient moindres. Mais la réciproque était vraie aussi : le manque d'observations n'avait pas encore suscité des besoins. Il en va de même avec la météorologie de l'espace. Beaucoup d'utilisateurs potentiels ignorent les effets de l'activité solaire, et réciproquement le manque de moyens d'observation limite les débouchés de cette nouvelle discipline.

Il existe d'autres points communs. Les deux disciplines requièrent une coordination au niveau international. Si la prévision en météorologie terrestre peut encore être partiellement gérée par un servive national, en revanche, il est inconcevable de prévoir les conditions de l'environnement terrestre sans un programme de coopération international. C'est ce qui commence à se profiler aujourd'hui avec par exemple le programme International Living With a Star. Ce programme, initié par les Etats-Unis, s'est ensuite ouvert à l'ensemble de la communauté internationale.


Quel temps fait-il aujourd'hui dans l'environnement terrestre ?

Les prévisions du jour sont accessibles à la page suivante.

 

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dernière mise à jour: 27/5/03
T. Dudok de Wit, LPCE/CNRS