Ionosphère, GNSS, Contenu total en électrons (TEC), Éclipse solaire, TID, Précurseur des séismes

Cette thèse porte principalement sur deux sujets: l'un est la signature ionosphérique des éclipses solaires, l'autre est le débat 'Hole vs Enhancement'. Le 21 août 2017, l'ombre d'une éclipse totale a changé radicalement l'état de l'ionosphère au-dessus des Etats-Unis. Cet effet est visible dans le contenu total en électrons (TEC) mesuré par ~3000 stations GNSS qui voient des multiples satellites GPS et GLONASS. Ce formidable ensemble de données permet une caractérisation à haute résolution du contenu en fréquences et des longueurs d'onde - en utilisant une analyse omega-k basée sur la Transformée de Fourier Rapide (FFT) 3D - de la signature de l'éclipse dans l'ionosphère afin d'identifier complètement les perturbations ionosphériques mobiles (TID). Nous confirmons la génération de TIDs associées à l'éclipse, y compris les TIDs interprétées comme des ondes de proue dans les études précédentes. De plus, nous révélons, pour la première fois, des TID de courte (50-100 km) et de longue (500-600 km) longueurs d'onde avec des périodes entre 30 et 65 min (Eisenbeis et al., 2019). Le 2 juillet 2019, une autre éclipse solaire totale s'est produite à travers le continent sud-américain. Bien que nous n'ayons que des données provenant de plus de cent stations GNSS et situées dans une zone proche du coucher du soleil, nous pouvons montrer la preuve évidente de la signature ionosphérique de l'éclipse (Eisenbeis & Occhipinti in prep.a). Le deuxième grand sujet de ce travail est le débat sur la possibilité de précurseurs de séismes. Heki (2011) a suscité ce débat en publiant les résultats du séisme de Tohoku montrant une amélioration de la TEC avant le séisme. L'amélioration revendiquée par Heki (2011) a été interprétée comme une diminution de la TEC après l'événement, le soi-disant trou ionosphérique dans la littérature. L'existence de l'amélioration a été promue par plusieurs articles (e.g. He & Heki, 2017) étendant l'observation à plusieurs événements de magnitude modérée (M> 7.5) et propose une nouvelle vision de la dynamique de rupture. En essayant de reproduire leurs résultats, nous montrons que la courbe de référence utilisée par Heki (2011) est affectée par l'ordre d'ajustement polynomial ainsi que par les fenêtres temporelles sélectionnées. Ceci montre que l'amélioration du TEC pourrait en fait n'être qu'un artefact, subjectivement sélectionné pour créer le précurseur présumé (Eisenbeis & Occhipinti in prep.b).