Effets de l'atmosphère terrestre sur les spectres de naines brunes

Les naines brunes sont des astres incapables de déclencher et soutenir des réactions nucléaires dans leur cœur. En l’absence de cette source d’énergie, leur luminosité diminue avec le temps jusqu’à leur extinction complète. Leur flux aux longueurs d’onde de 0,8 à 2,35 μm est particulièrement altéré par l’humidité contenue dans l’atmosphère terrestre, ce qui complique l’étude de ces astres. Le but de la présente recherche est de vérifier si la division par un spectre d’étoile A0 est un moyen de corriger l’altération causée par l’atmosphère terrestre sur cette partie de leur spectre. Tout d’abord, des notions, pertinentes à la compréhension de ce travail, sont abordées. L’introduction présente quelques notions sur les naines brunes et sur l’atmosphère terrestre. Le deuxième chapitre concerne le traitement des données. Il traite de la calibration, de la mise en évidence du problème de non-répétabilité de la position de la fente du spectromètre SIMON ainsi que de ses causes. Il porte aussi sur l’uniformisation de la réponse des pixels et de la soustraction du ciel pour extraire les spectres. La méthode employée pour étudier l’effet de l’atmosphère terrestre sur les spectres de naines brunes y est présentée. Le troisième chapitre analyse les résultats obtenus par l’utilisation de l’étoile de référence de type A0 comme calibration pour corriger le spectre de naine brune, en assumant un même effet de l’atmosphère terrestre sur les deux types d’astres. Nous ne pouvons conclure, avec certitude, que l’absorption tellurique affecte de la même façon les deux spectres ni de quelle façon exactement ils sont affectés. Une recherche supplémentaire nécessitant de nouvelles prises de données à des masses d’air et à des taux d’humidité variés est requise.

Spectro-imagerie optique à faible flux et comparaison de la cinématique Ha et HI d'un échantillon de galaxies proches

Un nouveau contrôleur de EMCCD (Electron multiplying Charge Coupled Device) est présenté. Il permet de diminuer significativement le bruit qui domine lorsque la puce EMCCD est utilisé pour du comptage de photons: le bruit d'injection de charge. À l'aide de ce contrôleur, une caméra EMCCD scientifique a été construite, caractérisée en laboratoire et testée à l'observatoire du mont Mégantic. Cette nouvelle caméra permet, entre autres, de réaliser des observations de la cinématique des galaxies par spectroscopie de champ intégral par interférométrie de Fabry-Perot en lumière Ha beaucoup plus rapidement, ou de galaxies de plus faible luminosité, que les caméras à comptage de photon basées sur des tubes amplificateurs. Le temps d'intégration nécessaire à l'obtention d'un rapport signal sur bruit donné est environ 4 fois moindre qu'avec les anciennes caméras. Les applications d'un tel appareil d'imagerie sont nombreuses: photométrie rapide et faible flux, spectroscopie à haute résolution spectrale et temporelle, imagerie limitée par la diffraction à partir de télescopes terrestres (lucky imaging), etc. D'un point de vue technique, la caméra est dominée par le bruit de Poisson pour les flux lumineux supérieurs à 0.002 photon/pixel/image. D'un autre côté, la raie d'hydrogène neutre (HI) à 21 cm a souvent été utilisée pour étudier la cinématique des galaxies. L'hydrogène neutre a l'avantage de se retrouver en quantité détectable au-delà du disque optique des galaxies. Cependant, la résolution spatiale de ces observations est moindre que leurs équivalents réalisés en lumière visible. Lors de la comparaison des données HI, avec des données à plus haute résolution, certaines différences étaient simplement attribuées à la faible résolution des observations HI. Le projet THINGS (The HI Nearby Galaxy Survey a observé plusieurs galaxies de l'échantillon SINGS (Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey). Les données cinématiques du projet THIGNS seront comparées aux données cinématiques obtenues en lumière Ha, afin de déterminer si la seule différence de résolution spatiale peut expliquer les différences observées. Les résultats montrent que des différences intrinsèques aux traceurs utilisées (hydrogène neutre ou ionisé), sont responsables de dissemblances importantes. La compréhension de ces particularités est importante: la distribution de la matière sombre, dérivée de la rotation des galaxies, est un test de certains modèles cosmologiques.

Zoning of the commercial poultry industry in Ontario as a method of avian influenza mitigation

L’Organisation mondiale de la santé animale (OIE) est l’institution internationale responsable de la mise en place des mesures sanitaires associées aux échanges commerciaux d’animaux vivants. Le zonage est une méthode de contrôle recommandée par l’OIE pour certaines maladies infectieuses, dont l’influenza aviaire. Les éclosions d’influenza aviaire été extrêmement coûteuses pour l’industrie avicole partout dans le monde. Afin d’évaluer la possibilité d’user de cette approche en Ontario, les données sur les sites de production avicole ont été fournies par les fédérations d’éleveurs de volailles ce cette province. L’information portant sur les industries associées à la production avicole, soit les meuneries, les abattoirs, les couvoirs, et les usines de classification d’œufs, a été obtenue par l’entremise de plusieurs sources, dont des représentants de l’industrie avicole. Des diagrammes de flux a été crée afin de comprendre les interactions entre les sites de production et les industries associées à ceux-ci. Ces industries constituaient les éléments de bas nécessaires au zonage. Cette analyse a permis de créer une base de données portant sur intrants et extrants de production pour chaque site d’élevage avicole, ainsi que pour les sites de production des industries associées à l’aviculture. À l’aide du logiciel ArcGIS, cette information a été fusionnée à des données géospatiales de Statistique Canada de l’Ontario et du Québec. La base de données résultante a permis de réaliser les essais de zonage. Soixante-douze essais ont été réalisés. Quatre ont été retenus car celles minimisaient de façon similaire les pertes de production de l’industrie. Ces essais montrent que la méthode utilisée pour l’étude du zonage peut démontrer les déficits et les surplus de production de l’industrie avicole commerciale en Ontario. Ceux-ci pourront servir de point de départ lors des discussions des intervenants de l’industrie avicole, étant donné que la coopération et la communication sont essentielles au succès du zonage.

Étude de l'influence de la réassociation en surface des atomes N et O sur l'inactivation des spores bactériennes dans une post-décharge N2-O2 basse pression en flux

Le recours au plasma pour stériliser des dispositifs médicaux (DM) est un domaine de recherche ne datant véritablement que de la fin des années 1990. Les plasmas permettent, dans les conditions adéquates, de réaliser la stérilisation à basse température (≤ 65°C), tel qu’exigé par la présence de polymères dans les DM et ce contrairement aux procédés par chaleur, et aussi de façon non toxique, contrairement aux procédés chimiques comme, par exemple, l’oxyde d’éthylène (OEt). Les laboratoires du Groupe de physique des plasmas à l’Université de Montréal travaillent à l’élaboration d’un stérilisateur consistant plus particulièrement à employer les effluents d’une décharge N2-%O2 basse pression (2-8 Torrs) en flux, formant ce que l’on appelle une post-décharge en flux. Ce sont les atomes N et O de cette décharge qui viendront, dans les conditions appropriées, entrer en collisions dans la chambre de stérilisation pour y créer des molécules excitées NO*, engendrant ainsi l’émission d’une quantité appréciable de photons UV. Ceux-ci constituent, dans le cas présent, l’agent biocide qui va s’attaquer directement au bagage génétique du micro-organisme (bactéries, virus) que l’on souhaite inactiver. L’utilisation d’une lointaine post-décharge évite du même coup la présence des agents érosifs de la décharge, comme les ions et les métastables. L’un des problèmes de cette méthode de stérilisation est la réduction du nombre de molécules NO* créées par suite de la perte des atomes N et O, qui sont des radicaux connus pour interagir avec les surfaces, sur les parois des matériaux des DM que l’on souhaite stériliser. L’objectif principal de notre travail est de déterminer l’influence d’une telle perte en surface, dite aussi réassociation en surface, par l’introduction de matériaux comme le Téflon, l’acier inoxydable, l’aluminium et le cuivre sur le taux d’inactivation des spores bactériennes. Nous nous attendons à ce que la réassociation en surface de ces atomes occasionne ainsi une diminution de l’intensité UV et subséquemment, une réduction du taux d’inactivation. Par spectroscopie optique d’émission (SOE), nous avons déterminé les concentrations perdues de N et de O par la présence des matériaux dans le stérilisateur, ainsi que la diminution de l’émission UV en découlant. Nous avons observé que cette diminution des concentrations atomiques est d’autant plus importante que les surfaces sont catalytiques. Au cours de l’étude du phénomène de pertes sur les parois pour un mélange N2-%O2 nous avons constaté l’existence d’une compétition en surface entre les atomes N et O, dans laquelle les atomes d’oxygènes semblent dominer largement. Cela implique qu’au-delà d’un certain %O2 ajouté à la décharge N2, seuls les atomes O se réassocient en surface. Par ailleurs, l’analyse des courbes de survie bi-phasiques des micro-organismes a permis d’établir une étroite corrélation, par lien de cause à effet, entre la consommation des atomes N et O en surface et la diminution du taux d’inactivation des spores dans la première phase. En revanche, nous avons constaté que notre principal agent biocide (le rayonnement ultraviolet) est moins efficace dans la deuxième phase et, par conséquent, il n’a pas été possible d’établir un lien entre la diminution des concentrations et le taux d’inactivation de cette phase-là.

Hydroxylation d’halogénures d’aryle utilisant la chimie en flux continu et développement d’une nouvelle méthodologie de synthèse de 3-aminoindazoles

L’attrait des compagnies pharmaceutiques pour des structures cycliques possédant des propriétés biologiques intéressantes par les compagnies pharmaceutiques a orienté les projets décrits dans ce mémoire. La synthèse rapide, efficace, verte et économique de ces structures suscite de plus en plus d’attention dans la littérature en raison des cibles biologiques visées qui deviennent de plus en plus complexes. Ce mémoire se divise en deux projets ciblant la synthèse de deux structures aromatiques importantes dans le monde de la chimie médicinale. Dans un premier temps, l’amélioration de la synthèse de dérivés phénoliques a été réalisée. L’apport de la chimie en flux continu dans le développement de voies synthétiques plus vertes et efficaces sera tout d’abord discuté. Ensuite, une revue des antécédents concernant l’hydroxylation d’halogénure d’aryle sera effectuée. Finalement, le développement d’une nouvelle approche rapide de synthèse des phénols utilisant la chimie en flux continu sera présenté, suivi d’un survol de ses avantages et ses limitations. Dans un deuxième temps, le développement d’une nouvelle méthodologie pour la formation de 3-aminoindazoles a été réalisé. Tout d’abord, un résumé de la littérature sur la synthèse de différents indazoles sera présenté. Ensuite, une présentation de deux méthodes efficaces d’activation de liens sera effectuée, soit l’activation d’amides par l’anhydride triflique et l’activation de liens C–H catalysée par des métaux de transition. Finalement, le développement d’une nouvelle méthodologie pour la synthèse de 3-aminoindazole utilisant ces deux approches sera discuté.

Far-infrared spectroscopy of nanoscopic InAs rings

We have employed time-dependent local-spin-density theory to analyze the far-infrared transmission spectrum of InAs self-assembled nanoscopic rings recently reported [A. Lorke et al., Phys. Rev. Lett. (to be published)]. The overall agreement between theory and experiment is fairly good, which on the one hand confirms that the experimental peaks indeed reflect the ringlike structure of the sample, and on the other hand, asseses the suitability of the theoretical method to describe such nanostructures. The addition energies of one- and two-electron rings are also reported and compared with the corresponding capacitance spectra

Measurement and simulation of anisotropy in the Infrared and Raman spectra of beta-FeSi2 single crystals

In this paper we show that the orthorhombic phase of FeSi2 (stable at room temperature) displays a sizable anisotropy in the infrared spectra, with minor effects in the Raman data too. This fact is not trivial at all, since the crystal structure corresponds to a moderate distortion of the fluorite symmetry. Our analysis is carried out on small single crystals grown by flux transport, through polarization-resolved far-infrared reflectivity and Raman measurements. Their interpretation has been obtained by means of the simulated spectra with tight-binding molecular dynamics.

Tripleclouds: an efficient method for representing horizontal cloud inhomogeneity in 1D radiation schemes by using three regions at each height

Radiation schemes in general circulation models currently make a number of simplifications when accounting for clouds, one of the most important being the removal of horizontal inhomogeneity. A new scheme is presented that attempts to account for the neglected inhomogeneity by using two regions of cloud in each vertical level of the model as opposed to one. One of these regions is used to represent the optically thinner cloud in the level, and the other represents the optically thicker cloud. So, along with the clear-sky region, the scheme has three regions in each model level and is referred to as “Tripleclouds.” In addition, the scheme has the capability to represent arbitrary vertical overlap between the three regions in pairs of adjacent levels. This scheme is implemented in the Edwards–Slingo radiation code and tested on 250 h of data from 12 different days. The data are derived from cloud retrievals using radar, lidar, and a microwave radiometer at Chilbolton, southern United Kingdom. When the data are grouped into periods equivalent in size to general circulation model grid boxes, the shortwave plane-parallel albedo bias is found to be 8%, while the corresponding bias is found to be less than 1% using Tripleclouds. Similar results are found for the longwave biases. Tripleclouds is then compared to a more conventional method of accounting for inhomogeneity that multiplies optical depths by a constant scaling factor, and Tripleclouds is seen to improve on this method both in terms of top-of-atmosphere radiative flux biases and internal heating rates.

Moving towards a more mechanistic approach in the determination of soil heat flux from remote measurements - I. A universal approach to calculate thermal inertia

In this paper we pledge that physically based equations should be combined with remote sensing techniques to enable a more theoretically rigorous estimation of area-average soil heat flux, G. A standard physical equation (i.e. the analytical or exact method) for the estimation of G, in combination with a simple, but theoretically derived, equation for soil thermal inertia (F), provides the basis for a more transparent and readily interpretable method for the estimation of G; without the requirement for in situ instrumentation. Moreover, such an approach ensures a more universally applicable method than those derived from purely empirical studies (employing vegetation indices and albedo, for example). Hence, a new equation for the estimation of Gamma(for homogeneous soils) is discussed in this paper which only requires knowledge of soil type, which is readily obtainable from extant soil databases and surveys, in combination with a coarse estimate of moisture status. This approach can be used to obtain area-averaged estimates of Gamma(and thus G, as explained in paper II) which is important for large-scale energy balance studies that employ aircraft or satellite data. Furthermore, this method also relaxes the instrumental demand for studies at the plot and field scale (no requirement for in situ soil temperature sensors, soil heat flux plates and/or thermal conductivity sensors). In addition, this equation can be incorporated in soil-vegetation-atmosphere-transfer models that use the force restore method to update surface temperatures (such as the well-known ISBA model), to replace the thermal inertia coefficient.

Moving towards a more mechanistic approach in the determination of soil heat flux from remote measurements - II. Diurnal shape of soil heat flux

For vegetated surfaces, calculation of soil heat flux, G, with the Exact or Analytical method requires a harmonic analysis of below-canopy soil surface temperature, to obtain the shape of the diurnal course of G. When determining G with remote sensing methods, only composite (vegetation plus soil) radiometric brightness temperature is available. This paper presents a simple equation that relates the sum of the harmonic terms derived for the composite radiometric surface temperature to that of belowcanopy soil surface temperature. The thermal inertia, Gamma(,) for which a simple equation has been presented in a companion paper, paper I, is used to set the magnitude of G. To assess the success of the method proposed in this paper for the estimation of the diurnal shape of G, a comparison was made between 'remote' and in situ calculated values from described field sites. This indicated that the proposed method was suitable for the estimation of the shape of G for a variety of vegetation types and densities. The approach outlined in paper I, to obtain Gamma, was then combined with the estimated harmonic terms to predict estimates of G, which were compared to values predicted by empirical remote methods found in the literature. This indicated that the method proposed in the combination of papers I and II gave reliable estimates of G, which, in comparison to the other methods, resulted in more realistic predictions for vegetated surfaces. This set of equations can also be used for bare and sparsely vegetated soils, making it a universally applicable method. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Remote estimation of thermal inertia and soil heat flux for bare soil

A method is presented which allows thermal inertia (the soil heat capacity times the square root of the soil thermal diffusivity, C(h)rootD(h)), to be estimated remotely from micrometeorological observations. The method uses the drop in surface temperature, T-s, between sunset and sunrise, and the average night-time net radiation during that period, for clear, still nights. A Fourier series analysis was applied to analyse the time series of T-s . The Fourier series constants, together with the remote estimate of thermal inertia, were used in an analytical expression to calculate diurnal estimates of the soil heat flux, G. These remote estimates of C(h)rootD(h) and G compared well with values derived from in situ sensors. The remote and in situ estimates of C(h)rootD(h) both correlated well with topsoil moisture content. This method potentially allows area-average estimates of thermal inertia and soil heat flux to be derived from remote sensing, e.g. METEOSAT Second Generation, where the area is determined by the sensor's height and viewing angle. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Excess open solar magnetic flux from satellite data: 2. A survey of kinematic effects

We investigate the “flux excess” effect, whereby open solar flux estimates from spacecraft increase with increasing heliocentric distance. We analyze the kinematic effect on these open solar flux estimates of large-scale longitudinal structure in the solar wind flow, with particular emphasis on correcting estimates made using data from near-Earth satellites. We show that scatter, but no net bias, is introduced by the kinematic “bunching effect” on sampling and that this is true for both compression and rarefaction regions. The observed flux excesses, as a function of heliocentric distance, are shown to be consistent with open solar flux estimates from solar magnetograms made using the potential field source surface method and are well explained by the kinematic effect of solar wind speed variations on the frozen-in heliospheric field. Applying this kinematic correction to the Omni-2 interplanetary data set shows that the open solar flux at solar minimum fell from an annual mean of 3.82 × 1016 Wb in 1987 to close to half that value (1.98 × 1016 Wb) in 2007, making the fall in the minimum value over the last two solar cycles considerably faster than the rise inferred from geomagnetic activity observations over four solar cycles in the first half of the 20th century.

Retrieval of effective ice crystal size in the infrared: sensitivity study and global measurements from TIROS-N Operational Vertical Sounder

The difference between cirrus emissivities at 8 and 11 μm is sensitive to the mean effective ice crystal size of the cirrus cloud, De. By using single scattering properties of ice crystals shaped as planar polycrystals, diameters of up to about 70 μm can be retrieved, instead of up to 45 μm assuming spheres or hexagonal columns. The method described in this article is used for a global determination of mean effective ice crystal sizes of cirrus clouds from TOVS satellite observations. A sensitivity study of the De retrieval to uncertainties in hypotheses on ice crystal shape, size distributions, and temperature profiles, as well as in vertical and horizontal cloud heterogeneities shows that uncertainties can be as large as 30%. However, the TOVS data set is one of few data sets which provides global and long-term coverage. Having analyzed the years 1987–1991, it was found that measured effective ice crystal diameters De are stable from year to year. For 1990 a global median De of 53.5 μm was determined. Averages distinguishing ocean/land, season, and latitude lie between 23 μm in winter over Northern Hemisphere midlatitude land and 64 μm in the tropics. In general, larger Des are found in regions with higher atmospheric water vapor and for cirrus with a smaller effective emissivity.

Flux comparison of Eulerian and Lagrangian estimates of Agulhas leakage: A case study using a numerical model

Estimating the magnitude of Agulhas leakage, the volume flux of water from the Indian to the Atlantic Ocean, is difficult because of the presence of other circulation systems in the Agulhas region. Indian Ocean water in the Atlantic Ocean is vigorously mixed and diluted in the Cape Basin. Eulerian integration methods, where the velocity field perpendicular to a section is integrated to yield a flux, have to be calibrated so that only the flux by Agulhas leakage is sampled. Two Eulerian methods for estimating the magnitude of Agulhas leakage are tested within a high-resolution two-way nested model with the goal to devise a mooring-based measurement strategy. At the GoodHope line, a section halfway through the Cape Basin, the integrated velocity perpendicular to that line is compared to the magnitude of Agulhas leakage as determined from the transport carried by numerical Lagrangian floats. In the first method, integration is limited to the flux of water warmer and more saline than specific threshold values. These threshold values are determined by maximizing the correlation with the float-determined time series. By using the threshold values, approximately half of the leakage can directly be measured. The total amount of Agulhas leakage can be estimated using a linear regression, within a 90% confidence band of 12 Sv. In the second method, a subregion of the GoodHope line is sought so that integration over that subregion yields an Eulerian flux as close to the float-determined leakage as possible. It appears that when integration is limited within the model to the upper 300 m of the water column within 900 km of the African coast the time series have the smallest root-mean-square difference. This method yields a root-mean-square error of only 5.2 Sv but the 90% confidence band of the estimate is 20 Sv. It is concluded that the optimum thermohaline threshold method leads to more accurate estimates even though the directly measured transport is a factor of two lower than the actual magnitude of Agulhas leakage in this model.

Ab initio prediction of the infrared-absorption spectrum of the C2Cl radical

The three lowest (1(2)A('), 2(2)A('), and 1(2)A(')) potential-energy surfaces of the C2Cl radical, correlating at linear geometries with (2)Sigma(+) and (2)Pi states, have been studied ab initio using a large basis set and multireference configuration-interaction techniques. The electronic ground state is confirmed to be bent with a very low barrier to linearity, due to the strong nonadiabatic electronic interactions taking place in this system. The rovibronic energy levels of the (CCCl)-C-12-C-12-Cl-35 isotopomer and the absolute absorption intensities at a temperature of 5 K have been calculated, to an upper limit of 2000 cm(-1), using diabatic potential-energy and dipole moment surfaces and a recently developed variational method. The resulting vibronic states arise from a strong mixture of all the three electronic components and their assignments are intrinsically ambiguous. (c) 2005 American Institute of Physics.