LOFAR : visualiser la formation de la foudre

17 mars 2018, 19:51
LOFAR : visualiser la formation de la foudre
LOFAR : visualiser la formation de la foudre

Le radiotélescope néerlandais LOFAR, qui couvre une partie de l’Europe depuis le nord des Pays-Bas, est chargé de suivre la formation et le développement de la foudre. Il permet d’observer des détails d'une dimension inférieure au mètre, ce qui constitue une résolution sans précédent. Les résultats de ces recherches, auxquelles ont contribué les physiciens Brian Hare et Olaf Scholten de l’université de Groningue (RUG), ont été publiés dans la revue Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

Les chercheurs continuent à se perdre en conjectures sur l’origine de la foudre. En réalité, les recherches dans ce domaine sont très difficiles : vous ne savez jamais à l’avance où se déclenchera un orage électrique, et si vous vous trouvez en plein milieu, nul doute que vous ne tiendrez pas à attirer un éclair...

Antenne radio

Les antennes radio permettent une détection fiable des éclairs. Si vous avez eu l’occasion d’écouter une radio à transistor pendant un orage, vous savez que la foudre produit des signaux radio. D’où l'intérêt de champs d’antennes spécialement conçus pour ce type de recherches, déjà installés dans différentes parties du monde. C’est précisément le rôle du radiotélescope LOFAR, constitué de champs d’antennes déployés sur le territoire des Pays-Bas sur près de 3200 km2, pour étudier la foudre avec une résolution sans précédent.
 

Petites impulsions

Les chercheurs ont analysé les données du radiotélescope LOFAR collectées au cours d’un orage le 12 juillet 2016, en début de soirée. L’un d’entre eux assistait à la tempête et appuyait sur un bouton chaque fois qu’il voyait un éclair. Cette action a permis de figer 20 s de données dans les stations de mesure, avec des « cartes tampon transitoires » incorporées aux antennes LOFAR, recommandées et financées par l’université Radboud. Cette campagne a permis de capturer temporairement l’énorme volume de données du radiotélescope LOFAR pour pouvoir remonter le temps.

Ce qui a permis aux chercheurs de déterminer le moment exact où commençait le premier éclair – un intervalle d’une seconde – et de télécharger les quelques secondes précédentes et suivantes à partir de 24 stations LOFAR différentes.


Court-circuit

Un éclair commence par une série d’impulsions qui ionisent l’air dans un « canal » d’environ 1 m de diamètre, par pas successifs de près de 50 m. Une fois que ce canal d’ionisation a formé un circuit complet – avec le sol ou un nuage – l’éclair le traverse. Les données du radiotélescope LOFAR permettent de cartographier avec une grande précision toutes les étapes intermédiaires du développement de cette décharge électrique.

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