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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Super Dual Auroral Radar Network
Prospective SuperDARN
Jean-Claude CERISIER, Jean-Paul VILLAIN, et Equipe SD
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
SuperDARN
La reconnexion à la magnétopause est la source principale du champ électrique dans la magnétosphère. Celui-ci se projette le long des lignes de champ magnétique terrestre jusqu’à l’ionosphère où il induit une convection du plasma V=ExB/B2. V < 3000 m/s (correspondant à E < 150 mV/m)
SuperDARN est un réseau de radars HF distribués en longitude dans les zones aurorales des deux hémisphères. Il cartographie la convection ionosphérique à différentes échelles spatiales et temporelles dans les deux hemisphères.
Dans la mesure du possible, les radars sont systématiquement appairés fournissant une vitesse vectorielle.
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
SuperDARN : Principe de mesure
Diffusion de Bragg sur les irrégularités alignées sur le champ magnétiqueContraintes : Présence d’irrégularités – Conditions de propagationParamètres mesurés : - Vitesse Doppler (convection ionosphérique)
- Puissance rétrodiffusée- Largeur spectrale
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
SuperDARN : Champs de vue
- Range coverage : 75 range gates of 45 km (180 – 3550 km from radar)- Azimuthal coverage : 52° - 16 directions by 3,3° steps- Integration time : 3 ou 7 s (complete scan in 1 or 2 minutes)
Paired Radars : Measurement of 2 radial components of velocity vectors perp. to B
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Stokkseyri - Islande
Kerguelen
16 radars – 10 countries involved :
- USA - South Afrika- Canada - Australia- France - Italy- U.K. - Sweden- Japan - Finland
International Framework :
- Identical Radars- Each radar under the responsability of one or more groups- Same software control- Coordinated Observations (schedule defined 2 month in advance)- Same data format- Merge data
Participating countries and organization
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
SD Concordia Dome C
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Prospective instrumentale : Hémisphère Nord
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Prospective instrumentale : Hémisphère Sud
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The magnetosphere : complex object created by a magnetized fluid (the Solar Wind) streaming through a body with an intrinsic magnetic field (the Earth) in permanent evolution to adjust to the variations of the solar wind and in particular to the Interplanetary Magnetic Field
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SuperDARN : Objectifs scientifiques
Convection magnétosphérique : échelle globale- Topologie des cellules de convection en fonction de l’IMF- Dynamique de restructuration
Structures d ’échelle intermédiaire- Côté jour : FTE (Evénements de Transfert de Flux), Impulsions de pression- Côté nuit : Sous-orages magnétosphériques
Conjugaison Nord-Sud- Effets opposés de la composante By de l’IMF- Effets saisonniers : Conductivité différente entre hémisphères, fermeture des
courants parallèles Couplages Ionosphère-Magnétosphère
- Courants alignés- Ondes d’Alfvén
Couplage Ionosphere-Thermosphere : Ondes de gravitéTurbulence de plasma
- Mécanismes d’instabilité- Caractérisation de la turbulence : coefficient de diffusion
Support à d’autres programmes- Intégration de SuperDARN aux missions magnétosphériques
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SuperDARN : Examples of observationsPMRAF (Polar Moving Radar Auroral
Forms)
SD Special Mode :
- 3 High Resolution Beams- + Global Map- Size, shape and velocity of middle scale structures
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SuperDARN :Polar Moving Auroral Forms (PMAF)
Determination of reconnexion processes :
- Localized reconnexion between IMF and Earth magnetic fields that lasts while the structure is convected
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Système de courants associés à un FTE 12/09/1999
Modèle de FTE de Southwood et système de de courants associésSuperposition courants
parallèles-convection
Courant de Pedersen (SuperDARN)
JP = P E = PV B = 0,225 A.m‑1
Courants parallèles (Ørsted)
J//+ = J//─ = 0,18 A.m‑1
ConclusionConclusion
Le système de courants parallèles est fermé uniquement par le courant de Pedersen à travers du tube de flux reconnecté
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SuperDARN :Impulsions de pression
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Clu
ster
Projection Cluster
Vitesses de convection dans la magnétosphère et Vitesses de convection dans la magnétosphère et l’ionosphère : comparaison Cluster-SuperDARNl’ionosphère : comparaison Cluster-SuperDARN
CONCLUSIONCONCLUSION
Convection : contrôlée par la composante matin-soir du champ interplanétaire dans la magnétosphère et dans l’ionosphère
12 MLT 12 MLT
060618 18
00 MLT00 MLT50° 50°
By > 0 By < 0
Effet de la composante matin-soir
Champ magnétique interplanétaire
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Conjugate ionospheres ** March 28, 2001 – 10 to 18 UT Velocity Spectral Width
Same backgroundradial velocity
Pc 5Area of narrowspectral width
Radial velocityreversal
Velocity enhancement +pulsations (Kerguelen)
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The END
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Northern Hemisphere SD radars under development
PolarDARN :- 2 radars in Northern Canada to cover Polar Cap
SD Storms :- Middle latitude radars to extend coverage during magnetic storm activity
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SuperDARN : Radial velocity map.
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
WHY DOME C ?The SuperDARN scientific objectives are bestachieved with a full longitudinal coverage
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Prospective PNST 28-30 /09/2005
Magnetically conjugate fields of view