Modélisation du champ MAGnétique principal par Inversion de données d'OBServatoires (MAGIOBS): étude de résolution spatiale

Abstract

Les composantes vectorielles du champ magnétique terrestre sont mesurées en continu aux observatoires magnétiques terrestre. Certains de ces observatoires délivrent des mesures qui obéissent à des formats et des standards internationaux tels que définis par l’Association Internationale de Géomagnétisme et d’Aéronomie (IAGA/AIGA). La continuité de service et la stabilité de la ligne de base des séries temporelles sont deux critères majeurs de la labellisation INTERMAGNET. Cependant, ces standards se révèlent en pratique très contraignants, à la fois pour leurs raisons techniques (maintenance et opération des observatoires en territoires extrêmes et/ou isolés) que pour des raisons sociétales (expansion des zones urbaines et contaminations anthropiques). Les ouvertures/fermetures, déplacements, et changements de la ligne de base suite à des migrations techniques entrainent des discontinuités de mesures et des distributions spatiales et temporelles inhomogènes. Ce rapport présente des résultats de simulation synthétiques à partir de la distribution réelle des observatoires magnétiques terrestres enregistrés dans le réseau INTERMAGNET. Pour ce faire, nous avons pris les positions des observatoires compilés par le British Geological Survey (BGS, UK). Nous avons calculé un champ magnétique connu à ces positions et récupéré par des méthodes numériques le modèle correspondant que nous comparons avec le modèle initial. Nous estimons ainsi la résolution spatiale qui peut être atteinte dans la description du champ magnétique interne en harmoniques sphériques à partir des données d’observatoires seules et identifions des sources d’instabilités. En l’absence d’information a priori sur le comportement du champ global, la résolution spatiale amaximum de la partie statique du champ global est estimée être entre n = 6 − 8 et n = 8 des harmoniques sphériques (pour une cible à n = 13). Cela correspond à une longueur d’onde de résolution entre 5000 km et 6700km (contre environ 3200 km pour les modèles comme l’IGRF MAGIOBS-DOC-02 3 ou le WMM obtenus à partir des mesures spatiales). Ce travail préliminaire nous permet de poser des pistes pour améliorer la représentation spatiale du champ magnétique terrestre. Cette notice synthétique accompagne la restitution orale et illustrée qui a eu lieu le 20 novembre 2023 dans les locaux du SHOM et complétée du compte rendude réunion rédigé par Lydie-Sarah GAILLE