Fonctions de distribution de vitesses non-maxwelliennes dans le plasma ionosphérique et application à la mesure par diffusion incohérente - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1996

Fonctions de distribution de vitesses non-maxwelliennes dans le plasma ionosphérique et application à la mesure par diffusion incohérente

Résumé

In magnetically perturbed periods, we have to consider a non-Maxwellian ion-velocity distribution-function in order to correctly estimate the ionospheric parameters of the auroral region measured by incoherent scatter. We have compared two models of non-Maxwellian distribution function: the polynomial expansion approximation which is a solution of Boltzmann equation, and a numerical distribution based on a Monte Carlo method. Both approaches lead to identical results for electric fields smaller than 100 mV/m and for the two ions species O+ and NO+. The analytical distribution has been introduced in the EISCAT's analysis to study the auroral ionosphere during periods of electric fields up to 100 m V /m. First, this new analysis has been tested on several sets of simulations with a sensitivity study to the models used. In a second time, we have studied spectra which present non-Maxwellian characteristics, and we have determined the ion composition of the ionosphere when high electric fields occur. Finally, with a last set of real data, we have estimated quantitatively the error that we make when we analyse non-Maxwellian spectra with a "Maxwellian" interpretation in the case of an ionosphere composed of molecular ions.
En période magnétiquement perturbée il est nécessaire de considérer une fonction de distribution des vitesses ioniques non-Maxwellienne, si l'on veut pouvoir estimer correctement les paramètres ionosphériques de l'ionosphère aurorale, mesurés par diffusion incohérente. Nous avons comparé deux modèles de fonction de distribution non-Maxwellienne : l'approximation polynomiale généralisée qui est une solution analytique de l'équation de Boltzmann et une distribution numérique basée sur une méthode Monte Carlo. Ces deux approches conduisent, pour les deux espèces ioniques 0+ et NO+, à des résultats semblables lors de champs électriques inférieurs à 100 m V lm. La fonction analytique a été introduite dans l'analyse des spectres EISCAT afin d'étudier l'ionosphère sous des champs électriques pouvant atteindre 100 m V /m. Cette nouvelle analyse a, dans un premier temps, été testée sur plusieurs jeux de simulations avec notamment des études de sensibilité aux modèles utilisés. Dans une seconde étape, nous avons étudié des spectres présentant des caractéristiques non-Maxwelliennes et avons ainsi déterminé la composition de l'ionosphère sous forts champs électriques. Enfin avec une dernière série de données réelles nous avons estimé quantitativement l'erreur commise lors d'une interprétation "Maxwellienne" de spectres non-Maxwelliens dans le cas d'une ionosphère composée d'ions moléculaires.
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Dates et versions

tel-00724945 , version 1 (23-08-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00724945 , version 1

Citer

Patricia Gaimard. Fonctions de distribution de vitesses non-maxwelliennes dans le plasma ionosphérique et application à la mesure par diffusion incohérente. Planétologie et astrophysique de la terre [astro-ph.EP]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00724945⟩
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