Présentation Master ILTS 2005 / 2006 Simulating The Aurora Les aurores boréales Présentation Master ILTS 2005 / 2006 21/02/2005 Aurélie LA PORTE - ILTS

SOMMAIRE 1. Présentation du texte de traduction 2. Présentation du domaine 3. Arborescences (français / anglais) 4. Recherche documentaire 5. Terminologie; les fiches longues 6. Traduction: difficultés rencontrées 7. Passage de traduction 8. Ce qu’il reste à faire 21/02/2005

PRESENTATION OF THE TEXT 21/02/2005

Title : Simulating the aurora Authors : Gladimir V. G.Baranoski, Jon G. Rokne, Peter Shirley,Trond S.Trondsen and Rui Basto Year of publication : 2003 Edited in the Journal of Visualization and Computer Animation Public : engineers, designers, geophysical researchers (to produce auroral images) Source : internet (URL: http://www.phys.ucalgary.ca/~trondsen/TheAurora/) Format : PDF 21/02/2005

To render the major visual aspects of auroral displays Subject of the text : the simulation of the aurora borealis. It explains the phenomenon of the aurora and the way the aurora can be simulated for scientific purposes. It presents an algorithm that simulates the processes associated with the auroral emissions in order to represent the major visual features of the auroral displays. Designers can use it to include auroral displays in the synthetic reproduction of polar scenes or in simulations of the night sky at different latitudes. Goal of the simulation : to perform realistic simulations of auroral displays, incorporating as many known auroral physics concepts and data as possible. To render the major visual aspects of auroral displays 21/02/2005

THE STRUCTURE OF THE TEXT ▪ Introduction of the scientific background for the auroral phenomena ▪ Presentation of the auroral modeling approach ▪ Description of the rendering algorithm used to generate the auroral images ▪ Comparison of the images produced using a model with pictures of auroral displays 21/02/2005

PRESENTATION OF THE SUBJECT AREA THE AURORA BOREALIS, OR "NORTHERN LIGHTS" 21/02/2005

An aurora in Paris (06/04/2000): Definition EN : Aurora is a luminous glow of the upper atmosphere which is caused by energetic particles that enter the atmosphere from above. Définition FR : Fluorescence provoquée par l'interaction entre, d'une part, les atomes ou les molécules de la haute atmosphère et, d'autre part, les particules de haute énergie qui, venant de l'espace, pénètrent dans l'atmosphère. Regions where we can see the aurora : North and South poles (ex : Canada, Finland, Alaska, Greenland, Iceland, Norway, Antartica, Tasmania, New Zealand) To see aurora you need clear and dark sky. During very large auroral events, the aurora may be seen throughout the US and Europe, but these events are rare. Some auroras have been seen in Paris and its region An aurora in Paris (06/04/2000): 21/02/2005

ARBORESCENCES TREE-DIAGRAMS 21/02/2005

Lien tout / partie (méronymie) LEGENDE Hypéronyme / homonyme Lien causal Lien tout / partie (méronymie) aurora Termes fiches longues 21/02/2005

PHENOMENES NATURELS ET PHYSIQUES Phénomènes naturels Phénomènes physico-chimiques astronomique climatique géologique marin atmosphérique électrique thermique ondulatoire 21/02/2005

NATURAL AND PHYSICAL PHENOMENA Natural phenomena Physico-chemical phenomena astronomical climatic geological marine atmospheric electric thermal undulating 21/02/2005

Circulation atmosphérique optique météorologique scintillation Bande d’Alexandre halo Arc en ciel Rayon crépusculaire Aurore polaire Rayon vert mirage atmosphérique précipitation Circulation atmosphérique Aurore boréale Aurore australe 21/02/2005

Aurora Borealis Aurora Australis atmospheric optical meteorological scintillation Alexander band halo rainbow Twilight ray Polar aurora Green flash mirage precipitation General circulation Aurora Borealis Aurora Australis 21/02/2005

Ionosphère (haute atmosphère ionisée) ATMOSPHERE Basse atmosphère Haute atmosphère troposphère stratosphère thermosphère mésosphère exosphère Ionosphère (haute atmosphère ionisée) 21/02/2005

Ionosphere (ionized high atmosphere) Lower atmosphere Upper atmosphere troposphere stratosphere thermosphere mesosphere exosphere Ionosphere (ionized high atmosphere) 21/02/2005

Ionosphère (haute atmosphère ionisée) Couche inférieure Région D (50-95 km) Couche intermédiaire Région E (95-130 km) Couche supérieure Région F1/F2 (130-400 km) Oxygène (O2+) azote oxygène atomique (O+) Oxygène 0+ Hydrogène H+ Ionosphère (haute atmosphère ionisée) 21/02/2005

Ionosphere (ionized high atmosphere) Lower ionosphere Region D (50-95 km) Middle ionosphere Region E (95-130 km) Upper ionosphere Region F1/F2 (130-400 km) Oxygen (O2+) nitrogen Atomic oxygen (O+) Oxygen 0+ Hydrogen H+ 21/02/2005

THE IONOSPHERE / L’IONOSPHERE 21/02/2005

SOLEIL photosphère couronne chromosphère hydrogène hélium Vent solaire Plasma ionisé Particules atomiques Ions lourds Ions He2+ électrons protons 21/02/2005

SUN photosphere courona chromosphere hydrogen helium Solar wind Ionized plasma Atomic particles Heavy ions Ions He2+ electrons protons 21/02/2005

NAISSANCE DES AURORES traverse Champ magnétique terrestre Intéraction (front de choc) accélération Lignes de champ magnétique frappe Régions polaires ionosphère Ovale auroral Vent solaire perturbe Particules atmosphériques gaz Collision avec un atome ou une molécule qui prend de l’énergie des particules énergétiques et le stocke émet Collision (excitation) photon AURORE Excitation de l’atome qui peut reprendre un état non excité 21/02/2005

THE BIRTH OF THE AURORA BOREALIS travels down Earth’s magnetic field Interaction (bow shock) Solar wind acceleration Magnetic field lines hits Polar regions ionosphere Auroral oval disturbs Atmospheric particles gas Collision with an atom or a molecule that takes some of the energy of the energetic particles and stores it emits Collision (excitation) photon AURORE Excitation of the atom that can return to a non-excited state 21/02/2005

Phénomène auroral Aspects physiques Spectre auroral morphologie 21/02/2005

AURORAL PHENOMENA Physical aspects Auroral spectrum morphology 21/02/2005

SPECTRE AURORAL Rayonnement violet Rayonnement bleu Raie verte Vert rouge Raie rouge Série de bandes rouges Molécules d’azote ionisées Atomes d’oxygène excités Molécules d’azote excitées 21/02/2005

AURORAL SPECTRUM Series of red bands Purple Blue Green ray Red green Red ray Ionized nitrogen molecules Excited oxygen atoms Excited nitrogen molecules 21/02/2005

FORMES AURORALES Structures non rayées Structures rayées Structures mouvantes 21/02/2005

Structures non rayées Formes basiques Autres formes voile arc tâche bande spirale Aurore noire rideau pli courbe Arc pulsant Arc homogène Bande oméga Bande homogène 21/02/2005

Non-rayed structures Basic forms other shapes and forms veil arc patch band spiral Black aurora curtain fold curl Pulsating arc Homogeneous arc Omega band Homogeneous band 21/02/2005

FORMES AURORALES Structures non rayées Structures rayées Structures mouvantes 21/02/2005

Crête dérivant vers l’Ouest Structures rayées Structures mouvantes raie Arc rayé couronne draperie Bande rayée Vagues rapides Crête dérivant vers l’Ouest Flamme de l’aurora 21/02/2005

Westward traveling surge Rayed structures Moving structures ray Rayed arc corona drapery Rayed band Fast auroral waves Westward traveling surge Flaming aurora 21/02/2005

FORMES AURORALES Aurore calme Haute activité arc bande rideau couronne spirale Arc homogène Arc rayé Arc pulsant Bande homogène Bande oméga Bande rayée 21/02/2005

AURORAL FORMS Quiet aurora High-activity aurora arc band curtain corona spiral Homogeneous arc Rayed arc Pulsating arc Homogeneous band Omega band Rayed band 21/02/2005

DESCRIPTIONS DES AURORES ET TYPES 21/02/2005

Structure à petite échelle types Calotte polaire Aurore discrète Aurore diffuse Arc auroral calme Structure à petite échelle Bourrelet auroral spirale Aurore de proton Bande oméga courbe pli 21/02/2005

Smaller-scale auroral structure types Polar cap Discrete aurora Diffuse aurora Quiet auroral arc Smaller-scale auroral structure Auroral bulge spiral Proton aurora Omega band curl fold 21/02/2005

RECHERCHE DOCUMENTAIRE Lieux de recherche : Internet, Museum d’Histoire naturelle, PBI, Cité des Sciences Problèmes : phénomène peu connu en France, donc pas de corpus varié. Beaucoup de documentations en anglais, peu en français Beaucoup de documents didactiques car phénomène peu connu (surtout en français) ou documents très scientifiques pas toujours faciles à comprendre La plupart des documents trouvés provienent d’Internet, particulièrement de sites canadiens Problème de vocabulaire L’expert : Jean Lilenstein, docteur en géophysique, chercheur CNRS au laboratoire de Planétologie de Grenoble, spécialiste reconnu de la physique des relations Soleil-Terre, passionné de ciel et d’espace Auteur de l’ouvrage Du Soleil à la Terre, de Sous les Feux du Soleil : Vers une Météorologie de l’Espace, ainsi que de nombreux articles de vulgarisation Eventualité d’un expert canadien (Dominic Cantin, expert en aurores boréales) 21/02/2005

LES FICHES TERMINOLOGIQUES ▪ Difficultés dans le choix des termes pour le dictionnaire ▪ Difficultés pour trouver des contextes et des collocations en français pour certains termes ▪ Nombreux contextes et collocations en anglais, corpus varié ▪ Difficultés pour rédiger les définitions, surtout en français 21/02/2005

DIFFICULTES DE TRADUCTION Vocabulaire varié : informatique scientifique mathématique Domaine peu connu, donc peu de corpus pour la modélisation. Tournure de certaines phrases ou expressions qui reviennent régulièrement difficiles à rendre en français Ex : a uniformly distributed random number in the interval [0..1]. 21/02/2005

PASSAGE DE TRADUCTION Precipitation of Electron Beams The electrons are randomly deflected after colliding with the atoms of the atmosphere. These deflections play an important role in the dynamic and stochastic nature of the auroral displays, and hence they are taken into account in our simulations. We consider the deflection points as emission points, and they are used to determine the spectral and intensity variations of the modeled auroral displays. The tracking of each electron beam starts with the computation of the starting points described in the previous section. The electron beam’s velocity vector, , is defined as the overall direction of progression of the particle during its spiralling descending motion (Figure 3). The angle between the electron’s velocity vector and the geomagnetic field vector is called the pitch angle, . A ‘loss cone’ of pitch angles is bounded at an altitude h by an angle D (Figure 12a). This angle is given by an adiabatic invariant, which takes into account the ratio between the strength of at h and at an altitude of 100km (the auroral lower border). Précipitation des faisceaux d’électrons Les électrons subissent une déviation aléatoire après être entré en collision avec les atomes de l’atmosphère. Ces déviations jouent un rôle important dans la nature dynamique et stochastique des phénomènes auroraux. C’est pourquoi nous les prenons en compte dans nos simulations. Nous considérons que les points de déviation sont des points d’émission et nous les utilisons pour déterminer les variations d’intensité lumineuse des phénomènes auroraux modélisés. L’alignement de chaque faisceau d’électron commence par le calcul informatisé des points de départ décrits dans le chapitre précédent. Le vecteur vitesse du faisceau d’électron,, est défini comme étant la direction principale de la progression de la particule pendant son mouvement descendant qui décrit une spirale (figure 3). L’angle entre le vecteur vitesse de l’électron et le vecteur du champ géomagnétiqueest appelé l’angle d’attaque, . Un « cône de perte » d’angles d’attaque est lié à une altitude h par un angle D (figure 12a). Cet angle est donné par un invariant adiabatique qui prend en compte le ratio entre la force deà l’altitude h et à une altitude de 100km (bordure inférieure de l’aurore). 21/02/2005

PASSAGE DE TRADUCTION (suite) Electrons with  ≤ D are in the loss cone and are precipitated (‘lost’) into the atmosphere. The boundaries of this loss cone are somewhat diffuse (D ≈ 2 – 3°), since the value of D decreases with altitude.22 The length of the path is given by a parameter L which is associated with the height chosen for the modelled auroral display. As mention earlier, it assumes typical values around 20–30km for arcs and bands, and around 70–100km for draperies. Each path is simulated incrementally, through the vertical displacement t such that tnew = told + (dt ξ2), where ξ2 is a uniformly distributed random number in the interval [0..1]. The use of this random displacement is consistent with the spatial inhomogeneity of auroral electrons.23 The vertical threshold dt is an input parameter which depends on the initial energy of the electrons. For instance, on average an electron with 10 keV (60,000 km/s) can collide 300 times before being brought to a halt at an altitude of about 100km above the ground.4 In this case, since we assume that t Є [0..1], we could use dt = 1/300. Des électrons avec  ≤ D sont dans le cône de perte et sont précipités (« perdus ») dans l’atmosphère. Les frontières de ce cône de perte sont quelque peu diffuses (D ≈ 2 – 3°), puisque la valeur de D diminue avec l’altitude. La longueur de la trajectoire est obtenue avec un paramètre L qui est associé à la hauteur choisie pour le phénomène auroral modélisé. Comme nous l’avons mentionné plus haut, cela suppose des valeurs typiques autour de 20 à 30 km pour les arcs et les bandes, et autour de 70 à 100 km pour les draperies. Chaque trajectoire est simulée par incrément, à travers le déplacement vertical t, si bien que tnew = told + (dt ξ2), où ξ2 est un nombre aléatoire à répartition uniforme dans l’intervalle [0..1]. L’utilisation de ce déplacement aléatoire est compatible avec l’inhomogénéité spatiale des électrons auroraux. Le seuil vertical dt est un paramètre d’entrée qui dépend de l’énergie initiale des électrons. Par exemple, en moyenne un électron avec 10 KeV (10 kiloélectron volt, soit 60 000 km/s) peut entrer en collision 300 fois avant d’être arrêté à une altitude de 100 km au-dessus du sol. Dans ce cas, puisque nous estimons que t Є [0..1], nous pourrions utiliser la formule dt = 1/300. 21/02/2005

CE QU’IL RESTE A FAIRE ▪ Continuer la traduction du texte ▪ Continuer à chercher du corpus sur la modélisation et la simulation par ordinateur ▪ Envoyer des définitions à l’expert ▪ Chercher plus de contextes pour les fiches terminologiques 21/02/2005