Les taches solaires

C'est Galilée qui, vers 1610, remarqua la présence sur le disque solaire de taches sombres grâce à la première lunette astronomique. Par la suite, l'observatoire de Zurich en poursuivit l'observation.
Elles apparaissent dans la photosphère comme une zone sombre (l'ombre) entourée d'une région plus claire (la pénombre).
Leur plus grande dimension peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de km, comme celle du 4 février 1946 qui atteignit 250 000km.
La température de l'ombre est de l'ordre de 4500°K (photosphère : environ 6000°K).
Elles se développent dans une zone comprise entre les 40ème parallèles de la sphère solaire.
L'observation des taches solaire est facile et permet de constater la rotation du soleil sur lui-même en 27j. Il suffit pour cela de
projeter l'image du soleil sur une feuille de papier blanc à l'aide d'une simple paire de jumelle.


Le cycle solaire de 11 ans

Dans l'absolu, l'activité solaire est réglée par un cycle d'une période moyenne de 11,2 ans d'un maximum au suivant mais la période peut varier entre 8 et 15 ans. L'amplitude des maxima peut aller du simple au triple.Le cycle de 11 ans a été déterminé pour la première fois par l'astronome amateur allemand Heinrich Schwabe vers 1843.
En 1849, l'astronome suisse Rudolf Wolf établit une méthode de calcul de l'activité solaire basé sur le nombre de taches.
Les cycles de Schwabe sont numérotés à partir du maxima de 1761 (voir tableau). Sur la courbe ci-contre les variations estimées pour la fin du cycle 23 ont été tracées en rouge.
Wolf a également remarqué un cycle de variation des maxima d'une période de 90 ans.
Un cycle de 179 ans peut être également mis en évidence. Une théorie (K.D. WOOD) donne pour raison de ce cycle les "marées" solaires provoquées par les planètes du système solaire, principalement Vénus, Terre, Mars et Jupiter ; la période de révolution de Mercure étant trop faible vis à vis de la durée du cycle de 11 ans.
Pendant les années d'activité maximale on constate une augmentation :
* du nombre de taches solaires
* du rayonnement corpusculaire
* du rayonnement électromagnétique

Maxima des cycles solaires

A partir des observations passées la courbe de variation du nombre de Wolf a pu être reconstituée. Le maximum du cycle n°1 a eu lieu vers 1761. En 2023, le cycle 25 est en pleine croissance et pourrait passer par un maximum vers 2025.

1	1761	9	1848	17	1939	25	(2025)
2	1770	10	1860	18	1947	26
3	1778	11	1872	19	1958	27
4	1788	12	1884	20	1968	28
5	1804	13	1894	21	1981	29
6	1816	14	1906	22	1991	30
7	1828	15	1917	23	2001	31
8	1838	16	1928	24	2014	32

Le nombre de Wolf ou Sunspot Number (SSN)

La formule suivante permet d'estimer l'activité solaire R (nombre de Wolf) en fonction du nombre (t) de taches, du nombre (g) de groupes de taches et d'un coefficient k corrigeant le résultat en fonction des moyens d'observation (observateur, instrument...).
R=k(t+10g)
Le nombre de Wolf maximum du cycle 19 a atteint 190 tandis que le cycle 14 n'a pas dépassé 70.
Pour rendre compte des variations à moyen terme de l'activité solaire on représente généralement ces variations par une courbe lissée. Cette représentation ne montre pas l'amplitude des variations autour de la moyenne. Le graphe ci-contre surperpose la tendance à moyen terme en 2000/2001 et les variations mensuelles pour la même époque.
Le SSN officiel est déterminé par le SIDC (Sunspot Index Data Center) à Bruxelles.
Malgré son imprécision, le nombre de Wolf a l'intérêt d'exister depuis 250 ans tandis que l'observation scientifique avec des moyens modernes comme la mesure du flux solaire n'a que quelques cycles dans ses bases de données.



La mesure du flux radioélectrique solaire

La mesure de l'amplitude du rayonnement sur 2800 MHz (10,7cm de longueur d'onde) donne un indice d'activité solaire plus fiable que le nombre de Wolf puisque ne dépendant pas des moyens d'observation. On l'exprime en W/Hz/m² ou plus commodément en sfu (solar flux unit) tel que 1 sfu = 10-22W/m²/Hz (10 puissance-22). Il est effectué à Penticton en Colombie Britannique (Canada).
La corrélation entre flux solaire mesuré sur 2800 MHz et SSN est grande comme on peut le voir sur le graphe ci-contre. L'échelle des ordonnées est commune au SSN et au flux solaire exprimé en sfu.

Intérêt de l'étude du cycle solaire

L'étude de l'activité solaire permet de comprendre les phénomènes de propagation des ondes et de prévoir non seulement les possilités de communication à longue distance sur les bandes décamétriques mais aussi d'éventuelles perturbations des communications radioélectriques sur Terre.
Pour les radioamateurs les prévisions de l'activité solaire sont une bonne base pour effectuer des prévisions de propagation sur les différentes bandes et sur les principaux circuits. A moyen terme on pourra s'en servir pour organiser sa station et ses antennes en planifiant la maintenance ou l'installation des antennes décamétriques pour les bandes supérieures à 10 MHz en période de minima de l'activité solaire. A court terme on a vu plus haut qu'il pouvait y avoir des variations extrêmement grandes autour de cette moyenne et qu'une forte activité peut se produire en dehors des années de maxima.