Projet de recherche P4S/251/CONTEXT (Action de recherche P4S)
Motivation
L'instrument NOMAD du satellite ExoMars Trace Gas Orbiter a fourni une mine d'informations sur la structure thermique et la composition de l'atmosphère martienne, ainsi que des indications sur les processus de transport induits par les tempêtes de poussière. D’importantes questions subsistent quant à l'impact des phénomènes de la basse atmosphère sur la haute atmosphère, tels que les tempêtes de poussière, les marées thermiques et les ondes de gravité. Nous pouvons utiliser des modèles de circulation générale (GCM) pour mieux comprendre ces interactions, en nous appuyant sur les mesures de température, de densité et de composition fournies par NOMAD.
Objectifs
Ce projet vise à étudier le couplage entre la haute et la basse atmosphère martienne par le biais de la modélisation et des observations, en utilisant et en améliorant les outils développés au sein du groupe « Atmosphères planétaires » de l’IASB.
Les trois principaux objectifs du projet sont les suivants : 1) Améliorer notre compréhension des mécanismes de réchauffement et de refroidissement dans la haute atmosphère et des liens avec la basse atmosphère ; 2) Étudier le couplage dynamique induit par les ondes entre la basse et la haute atmosphère à l'aide de modélisations et d'observations ; 3) Permettre une étude plus approfondie des pertes atmosphériques et de la luminescence dans l'atmosphère martienne en combinant la chimie de la basse et de la haute atmosphère.
Méthodes
Nous utiliserons et améliorerons le GCM GEM-Mars, qui simule la structure thermique, la circulation et la composition de l'atmosphère martienne, en combinaison avec des algorithmes améliorés de dérivations de la température, de la densité et de la composition à partir des mesures de NOMAD.
Objectif 1 : Améliorer notre extraction des températures à partir des observations NOMAD et notre modélisation du transfert radiatif de la haute atmosphère dans le GCM, permettant ainsi une analyse conjointe du modèle et des données afin de dresser un tableau plus précis de la structure thermique de la haute atmosphère et de son couplage avec les couches inférieures.
Objectif 2 : Affiner la manière dont le modèle traite la poussière et les autres particules et utiliser de nouvelles données et méthodes d'analyse pour repérer des phénomènes tels que des ondes et des structures de température inhabituelles qui révèlent comment les différentes couches atmosphériques interagissent.
Objectif 3 : Étendre notre schéma chimique du GCM à la haute atmosphère et utiliser les résultats du GCM avec les observations NOMAD de la luminescence atmosphérique et des gaz à l'état de traces pour relier la composition et les processus de la basse atmosphère à ceux de la haute atmosphère.
Ces objectifs amélioreront nos outils de modélisation, d'extraction et d'analyse, permettant une compréhension plus complète des liens au sein de l'atmosphère martienne.
