Météo - Le K-Index

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L'indice K-index devrait être connu par tous les télépilotes d'aéronefs télépilotés sans personne à bord !

Tout comme le bulletin météo du jour, le télépilote devrait s'informer du niveau des perturbations géomagnétiques de la planète (k-index). Pour cela, cette information lui est disponible «en direct Live!» sur notre site Internet.

Pour comprendre ce qu'est cet indice, ....

L'indice K (K-Index), et par extension l'indice Kp ("Planetary K-Index), sont utilisés pour exprimer la magnitude des tempêtes géomagnétiques. L'indice Kp est un excellent indicateur des perturbations du champ magnétique terrestre. Il est utilisé par le Space Weather Prediction Center pour décider d'émettre des alertes ou avertissements aux utilisateurs potentiellement affectés par ces perturbations.

L'échelle Kp débute à 0 et termine à 9. Au niveau 1, tout est calme mais entre 5 et 9, cela indique la présence d'une tempête géomagnétique. Cette information est générée et mise à disposition par le NOAA. Vous pouvez la retrouver ici à droite en «direct Live !».

Le graphique ci-contre (mis à jour chaque minute) présente les mesures effectuées dans la journée en cours et les 2 précédentes, ainsi que la période de 3h en cours (colonne de droite), calée sur l'heure UTC. En vert, tout est calme, en jaune et rouge, l'activité est importante, voire extrême. Ces données sont mesurées en continu via des magnétomètres répartis sur terre : Sitka (Alaska), Meanook (Canada), Ottawa (Canada), Fredericksburg (Virginie), Hartland (Angleterre), Wingst (Allemagne), Niemegk (Allemagne) et Canberra (Australie).

Le «NOAA Space Weather Scales» (SWPC) a été créer pour communiquer sur les conditions météorologiques spatiales et sur leurs effets possibles sur les personnes et les systèmes. Un grand nombre des bulletins du SWPC décrivent les conditions spatiales, mais peu d'entre eux donnent les effets possibles sur notre environnement. Les graphiques publiés sont utiles à tous ceux qui s'intéressent aux effets de la «météorologie spatiale». Ces graphiques donnent les perturbations pour trois types d'événements:

Les graphiques publiés sont identiques à ceux utilisées pour les ouragans, les tornades et les tremblements de terre. Ils renseignent du niveau de dangerosité et des effets possibles selon chacun des niveaux. Les graphiques nous montrent également le nombre de fois que ces événements se sont produits et à quelle intensité.

S'ajoute à ces 3 indices un indice supplémentaire, un indice géomagnétique, l'indice Ap ("A") dont la valeur est déterminée à partir de l'indice kp. Son échelle de valeur étant plus grande sa précision en est autant.

Les différents indices de la météo spatiale

Indice G : tempêtes géomagnétiques

L'indice G est classé sur une échelle de 1 à 5 par le NOAA.

Une tempête géomagnétique est une perturbation majeure de la magnétosphère terrestre. Elle se produit lors d'un important échange d'énergie en provenance du vent solaire dans l'environnement terrestre. Les plus grandes tempêtes sont généralement associées à des éjections de masses coronales (EMC) d'au moins un milliard de tonnes de plasma solaire ayant leur propre champ magnétique. L'ensemble part en direction de l'espace, et parfois en direction de la terre.
Les tempêtes se traduisent également par d'intenses courants dans la magnétosphère, des changements dans les ceintures de radiations et dans l'ionosphère dont des échauffements de cette dernière. Il existe des courants produits dans la magnétosphère qui suivent le champ magnétique, ils sont appelés "courants alignés". Ces courants alignés se connectent à d'intenses courants de l'ionosphère aurorale.

Tous ces courants réunis ainsi que les perturbations magnétiques qu'ils génèrent sur terre sont utilisés pour générer un indice de perturbation géomagnétique planétaire, nommé Kp (cf. ci-dessus). Cet indice Kp est la base d'une des 3 principales échelles du «NOAA Space Weather» : la tempête géomagnétique, ou "G-Scale". Elle est utilisée pour décrire les conditions météorologiques spatiales pouvant perturber les systèmes sur terre.

Durant ces tempêtes, la partie haute de l'atmosphère peut subir des changements tels qu'une augmentation de la densité et de la répartition de la densité, ce qui engendre une augmentation de la traînée des satellites en orbite basse. Les changements de densité de l'ionosphère peuvent également modifier le parcours des signaux radio et créer des erreurs d'informations de positionnement pour les systèmes GPS. Pendant que ces tempêtes créent de belles aurores boréales dans le ciel, les systèmes de navigation par satellites peuvent être perturbés. Mais pas seulement : à travers les réseaux de transport d'électricité et les pipelines, ces tempêtes peuvent générer d'importants courants induits pouvant perturber ces réseaux, voire faire tomber les réseaux électriques (Canada, mars 1989).

Valeur	Niveau	Impacts terrestres La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets	Mesure physique	Fréquence Moyenne **
G 5	Extrême	• Systèmes électriques : Généralisation des problèmes de contrôle de tension et des systèmes de protection, certains réseaux électriques (terrestres) peuvent totalement s'effondrer et être en panne. Les systèmes de transformation électrique peuvent être endommagés • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Possible génération d'importants courants induits, problème d'orientation et de liaison bidirectionnelle et de suivi des satellites • Autres systèmes : Les courants induits le long des pipelines peuvent atteindre plusieurs centaines d'ampères, la propagation des radios H.F. peut être impossible pendant 1 à 2 jours à de nombreux endroits, les systèmes de navigation par satellites peuvent être dégradés pendant plusieurs jours, les systèmes de radionavigation basse fréquence peuvent être coupés pendant des heures. Des aurores boréales sont visibles depuis de plus basses latitudes que le niveau ci-dessous	Kp = 9	4 par cycle (4 jours par cycle)
G 4	Importante	• Systèmes électriques : Potentiels problèmes de contrôle de tension généralisés, certains systèmes de protection disjoncteront à tort sur les réseaux électriques • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Possibles problèmes générés par les courants induits, corrections potentiellement nécessaires pour les problèmes d'orientation • Autres systèmes : Génération de courants induits le long des pipelines affectant les systèmes de prévention, propagation des ondes radios H.F. fortement impactée, systèmes de navigation par satellites dégradés pendant plusieurs heures, système de radionavigation basse fréquence. Des aurores boréales sont visibles depuis de plus basses latitudes que le niveau ci-dessous	Kp = 8 et 9-	100 par cycle (60 jours par cycle)
G 3	Forte	• Systèmes électriques : Corrections des tensions peuvent être nécessaires, déclenchement de fausses alarmes possible sur les systèmes protégés • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Possible génération de courants induits sur les composants des satellites, possible augmentation de la trainée des satellites en orbite basse, corrections potentiellement nécessaires pour les problèmes d'orientation • Autres systèmes : Systèmes de navigation satellite et radionavigation basse fréquence peuvent être impactés de façon intermittente, Radios H.F. peuvent être hachées. Des aurores boréales sont visibles depuis de plus basses latitudes que le niveau ci-dessous	Kp = 7	200 par cycle (130 jours par cycle)
G 2	Modérée	• Systèmes électriques : Les systèmes électriques en hautes altitudes peuvent subir des problèmes de tensions, des tempêtes de longue durée peuvent endommager les transformateurs • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Actions correctives peuvent être requises par le contrôle au sol, possibles modifications des traînées affectant les prévisions d'orbites • Autres systèmes : Propagation des ondes radios Hautes Fréquences pouvant disparaitre aux plus hautes latitudes. Des aurores boréales sont visibles depuis de plus basses latitudes que le niveau ci-dessous	Kp = 6	600 par cycle (360 jours par cycle)
G 1	Mineure	• Systèmes électriques : Faibles fluctuations du réseau électrique possibles • Vaisseaux et satellites en exploitation : Impacts mineurs sur l'exploitation des satellites • Autres systèmes : Les oiseaux migrateurs peuvent être affectés à ce niveau et aux niveaux supérieurs. Les aurores sont généralement visibles aux hautes latitude	Kp = 5	1700 par cycle (900 jours par cycle)

** (1 cycle = 11 ans)

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Indice S : tempêtes de radiations solaires

L'indice S, basé sur les d'éruptions solaires, est classé sur une échelle de 1 à 5 par le NOAA.

Les tempêtes de radiations solaires peuvent apparaître lors de larges éruptions magnétiques, provoquant souvent une éjection de masse coronale. Associées à une éruption solaire elles provoquent l'accélération des particules chargées à de très hautes vitesses. Les protons, principales particules, peuvent être accélérés à 1/3 de la vitesse de la lumière, leur permettant de parcourir les 150 000 000 de kilomètres séparant la terre du soleil et d'atteindre l'atmosphère terrestre en 30 minutes. Guidées par les lignes de champ magnétique, ces particules descendent autour des pôles et atteignent l'atmosphère terrestre. Le NOAA catégorise les tempêtes de radiation solaire de 1 à 5. Une tempête de radiation solaire peut durer quelques heures à plusieurs jours.

Ces tempêtes ont différents impacts sur terre. Lorsque les protons (très chargés en énergie) rentrent en contact avec les satellites ou les humains dans l'espace, ils peuvent pénétrer en profondeur dans l'objet. S'en suit de possibles dommages des circuits électroniques ou de l'ADN des espèces vivantes.

Durant une tempête de classe S2 (ou plus) , les passagers et l'équipage des avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques de radiation. Quand les protons rencontrent l'atmosphère, ils ionisent les atomes et les molécules ce qui engendre des électrons libres. Ces électrons créent une couche proche de la partie basse de l'ionosphère qui peut absorber les radios H.F. rendant les communications difficiles ou impossibles.

Valeur	Niveau	Impacts terrestres La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets	Mesure physique *	Fréquence Moyenne **
S 5	Extrême	• Vie biologique : Risques inévitables d'irradiation aux spationautes en sortie extra-véhiculaire. Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Les satellites peuvent devenir inutilisables, les effets sur les puces mémoires peuvent engendrer une perte de contrôle, important bruit sur les données d'imagerie, systèmes de suivi d'étoiles incapables de localiser les sources, dommage irréversible des panneaux solaires • Autres systèmes : Potentiel brouillage total des communications radios H.F. à travers les régions polaires et erreurs de positions rendant extrêmement difficile la navigation	10⁵	-1 par cycle
S 4	Importante	• Vie biologique : Risques inévitables d'irradiation aux spationautes en sortie extra-véhiculaire. Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Potentiels problèmes des systèmes de mémoire, bruit sur les systèmes d'imagerie, possibles problèmes d'orientation des systèmes de suivi d'étoiles et dégradation de l'efficacité des panneaux solaires • Autres systèmes : Brouillage des communications radios H.F. à travers les régions polaires et augmentation des potentielles erreurs de navigation durant plusieurs jours	10⁴	3 par cycle
S 3	Forte	• Vie biologique : Sorties extra-véhiculaires déconseillées (risques d'irradiation). Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Perturbations, bruit sur les systèmes d'imagerie, et potentielles pertes d'efficacité des panneaux solaires • Autres systèmes : Dégradations de la propagation des ondes radios à travers les régions polaires et possibles erreurs de positions lors de navigation	10³	10 par cycle
S 2	Modérée	• Vie biologique : Les passagers et les équipages à bord d'avions en haute altitude peuvent être exposés à des risques élevés de radiation • Vaisseaux spatiaux et satellites en exploitation : Trouble unique et rare possible • Autres systèmes : Impact mineur sur la propagation des ondes radios H.F. à travers les régions polaires et navigation potentiellement affectée aux calottes polaires.	10²	25 par cycle
S 1	Mineure	• Vie biologique : aucun • Vaisseaux spatiaux et satellite en exploitation : aucun • Autres systèmes : Impact mineur sur les échanges radios H.F. aux régions polaires	10	50 par cycle

* (Flux level of >= 10 MeV particles)
** (1 cycle = 11 ans)

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Indice R : Perturbations radioélectrique

L'indice R, "Radio Blackouts", est classé sur une échelle de 1 à 5 par le NOAA. Cet indice est basé sur celui des rayons-X, indice S (ci-dessus), émis lors des éruptions solaires.

Les éruptions solaires sont d'énormes panaches de radiations électromagnétiques, accompagnés d'éjection de masse coronale. Les rayons X et ultra-violets émis lors d'éruptions solaires ionisent l'atmosphère terrestre. Les propriétés de la couche basse de l'ionosphère changent et absorbent alors les signaux radios terrestres au lieu de les faire rebondir. Les radiocommunications sont alors impossibles. On parle alors de "Radio blackouts". Un "Radio Blackout" est l'impossibilité de communiquer via les hautes fréquences (bande de 5 à 35 Megahertz). Les radiocommunications basse fréquence peuvent en revanche passer mais en étant particulièrement dégradées.

Valeur	Niveau	Impacts terrestres La durée de l'événement aura une influence sur la gravité des effets	Mesure physique	Fréquence Moyenne **
R 5	Extrême	• Système de radio H.F. : Panne totale des radiocommunications H.F. sur la totalité du côté ensoleillé de la terre pendant de nombreuses heures. Aucun contact radio n'est possible pour les marins et aviateurs dans cette zone. • Système de navigation : Les signaux de radionavigation basse fréquence utilisés par les systèmes maritimes et aéronautiques subissent des pannes du côté ensoleillé de la terre pendant plusieurs heures, provoquant la perte de positionnement. Augmentation des erreurs de positionnement	X20 (2 x 10^-3)	-1 par cycle
R 4	Importante	• Système de radio H.F. : Panne des radio-communications H.F. sur la majorité du côté ensoleillé de la terre pendant 1 à 2 heures. Contact radio H.F. perdu pendant cette période • Système de navigation : Pannes des signaux basse fréquence de navigation augmentant les erreurs de positionnement pendant 1 à 2 heures. Possibles perturbations mineures des systèmes de navigations par satellite du côté ensoleillé de la terre	X10 (10^-3)	cycle (8 jours par cycle)
R 3	Forte	• Système de radio H.F. : Larges pannes des radio-communications H.F. du côté ensoleillé de la terre, perte de contact radio pendant environ 1 heure • Système de navigation : Signaux de navigation basse fréquence dégradés pendant environ 1 heure	X1 (10^-4)	175 par cycle (140 jours par cycle)
R 2	Modérée	• Système de radio H.F. : Pannes limitées des radio-communications H.F. du côté ensoleillé de la terre, perte de contact radio pendant plusieurs dizaines de minutes • Système de navigation : Signaux de navigation basse fréquence dégradés pendant plusieurs dizaines de minutes	M5 (5 x 10^-5)	350 par cycle (300 jours par cycle)
R 1	Mineure	• Système de radio H.F. : Dégradation faible ou mineure des radiocommunications H.F. du côté ensoleillé de la terre, pertes de contact radio occasionnelles • Système de navigation : Signaux de radionavigation basse fréquence dégradés pendant de courtes périodes	M1 (10^-5)	2000 par cycle (950 jours par cycle)

** (1 cycle = 11 ans)

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Indice Ap : activités géomagnétiques

L'indice Ap fournit le niveau moyen journalier de l'activité géomagnétique terrestre.

En raison de la non-linéarité des fluctuations de l'indice K et de l'indice G, il n'est donc pas pertinent de prendre que la moyenne de l'indices K sur 3 heures. A la place, chaque valeur K sera reconvertie par une échelle linéaire appelée l'indice-A. La moyenne des 8 valeurs journalières de cet indice, nous donne l'indice Ap d'un certain jour. L'indice Ap est un indice l'activité géomagnétique terrestre plus précis de part son échelle de valeurs plus grande.

Comment l'indice Ap est-il déterminé ?
La valeur quotidienne de l'indice Ap est obtenue en faisant la moyenne des huit valeurs de Ap chaque jour par tranche de 3 heures. Pour obtenir ces valeurs, vous devez d'abord convertir les valeurs par tranche de 3 heures de Kp en valeurs ap. L'indice Kp utilisé officiel provient du GFZ à Potsdam en Allemagne. Cet indice Kp est légèrement différemment de l'index Kp émis par les stations.

Tableau de conversion :

Kp	Kp in decimals	ap	G-scale
0o	0	0	G0
0+	0,33	2	G0
1-	0,67	3	G0
1o	1	4	G0
1+	1,33	5	G0
2-	1,67	6	G0
2o	2	7	G0
2+	2,33	9	G0
3-	2,67	12	G0
3o	3	15	G0
3+	3,33	18	G0
4-	3,67	22	G0
4o	4	27	G0
4+	4,33	32	G0
5-	4,67	39	G1
5o	5	48	G1
5+	5,33	56	G1
6-	5,67	67	G2
6o	6	80	G2
6+	6,33	94	G2
7-	6,67	111	G3
7o	7	132	G3
7+	7,33	154	G3
8-	7,67	179	G4
8o	8	207	G4
8+	8,33	236	G4
9-	8,67	300	G4
9o	9	400	G5

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Les indices de la météo spatiale publiés par le NOAA

Pour info Les illustrations présentées ci-dessous, ce mettent à jour automatiquement à l'ouverture de la page. En cas de doute, [ctrl] F5 ou alors cliquez sur une des illustrations.

Conditions météorologiques spatiales	Indices K géographique *	Indices A géographique *

* Les indices Station A et K montrent les fluctuations du champ magnétique,
liées à des emplacements géographiques spécifiques.
Les indices ont une gamme de 0 à 9 et sont directement
liés à la quantité maximale de fluctuation (par rapport à un jour calme)
dans le champ géomagnétique sur un intervalle de trois heures.

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Bulletin K-index

Ci-dessous, vous trouvez les explications sur affichages de la colonne de gauche présente sur notre site : «Bulletin K-index» .

Activités solaire, flux de Rayon-X

Les stations de contrôle des champs géomagnétiques téléchargent périodiquement des données sur le serveur FTP du «Space Environment Center» du NOAA. Les données des rayons X,d'une longueur d'onde de 5', des dernières 24 heures recueillies par les satellites (GOES8 & GOES10) sont analysées. Un niveau d'activité des dernières 24 heures est alors publié comme suit :

	Normal	L'émission de rayons X solaire est calme (<1.00e-6 W / m ^ 2)
	Actif	L'émission de rayons X solaire est actif (> = 1.00e-6 W / m ^ 2)
	Flux de classe M	Une émission solaire de classe M s'est produite (> = 1,00e-5 W / m ^ 2)
	Flux de classe X	Une émission de classe X s'est produite (> = 1,00e-4 W / m ^ 2)
	«Méga» flux	Une éruption de rayon-X sans précédent est survenu (> = 1.00e-3 W / m ^ 2)
		La désignation «Mega Flare» a été choisie par Kevin Loch lorsque l'échelle du statut a été créé le 4 mars 1999. Il n'y a pas de désignation "officielle" pour les éruptions de cette intensité.

Activités géomagnétiques terrestres, K-Index

Les stations de contrôle des champs géomagnétiques téléchargent périodiquement des données sur le serveur FTP du «Space Environment Center» du NOAA. Les données KP des dernières 24 heures, par tranches de 3 heures, sont analysées. Un niveau d'activité pour les dernières 24 heures est alors publié comme suit:

	Calme	le champ géomagnétique est calme (Kp <4)
	Active	le champ géomagnétique est perturbé (Kp = 4
	Tempête	Une tempête géomagnétique s'est produite (Kp> 4)