2003

Thèse

JEGOU Fabrice

Etude de la dynamique de la moyenne atmosphère de Mars à partir de mesures millimétriques.

Directeurs.rices de thèses : Chassefière E.

Date 2003-06-26
Diplôme U. Paris VI

Fiche

Composition du jury

M. Pierre Encrenaz (LERMA, président)
M. Philippe Ricaud (Observatoire de Bordeaux, rapporteur)
M. Thomas Widemann (LESIA, rapporteur)
M. Emmanuel Lellouch (LESIA, examinateur)
M. François Vial (LMD, examinateur)
M. Eric Chassefière (SA, directeur de thèse)

Résumé

Les transitions rotationnelles de la molécule de 12CO et 13CO ont été observées par E. Lellouch et T. Encrenaz du LESIA (Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique, Meudon, France) au sein des observatoires de l’IRAM (Institut de Radio-Astronomie Millimétrique). Ces observations furent conduites durant les périodes d’opposition Terre-Mars, depuis septembre 1988 jusqu’à juillet 2001. Elles forment actuellement une importante base de données millimétriques.
Le traitement de ces spectres millimétriques m’a permis d’inverser plusieurs paramètres atmosphériques comme le profil de température (0-70 km), les vents Doppler dans la moyenne atmosphère et le rapport de mélange de CO considéré comme constant sur la verticale. Le résultat le plus surprenant a été l’observation dans la moyenne atmosphère de jets de vent rétrogrades (dirigés vers l’ouest) à toutes les saisons d’observation, simultanément dans les deux hémisphères. Ce constat a fortement bousculé notre compréhension de la dynamique de la moyenne atmosphère de Mars.
Dans un premier temps, il m’a fallu estimer le désaccord entre les vents Doppler et le modèle de circulation générale (GCM) de Mars développé au LMD par F. Hourdin et F. Forget. Pour cela j’ai développé un modèle direct permettant de synthétiser des spectres millimétriques de la molécule de CO à partir des champs météorologiques calculés par le GCM martien. J’ai ainsi pu comparé les mesures de vents Doppler observées et simulées par le GCM martien. J’ai constaté que les simulations n’arrivaient pas à reproduire la circulation rétrograde déduites des observations.
Dans un deuxième temps, il m’a fallu trouver une source de moment rétrograde pouvant créer une telle circulation. Rapidement les ondes de marées thermiques atmosphériques sont apparues comme les candidats les plus plausibles. C’est pour valider ou infirmer cette hypothèse que j’ai entrepris une étude théorique de ces ondes dans la moyenne atmosphère de Mars. Cela m’a permis de montrer la très forte dépendance vis a vis des phénomènes dissipatifs, de l’interaction entre les ondes de marées et la circulation moyenne. La différence entre les observations et les simulations du GCM martien du LMD semble ainsi du à une mauvaise prise en compte de la dissipation des ondes de marées thermiques dans le GCM martien.

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