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JEGOU

Fabrice Jégou
Etude de la dynamique de la moyenne atmosphère de Mars à partir de mesures
millimétriques

Le 26 juin 2003 à 10h00 dans la salle bleue
de l'IPGP tour 24-14 2eme étage
4 place Jussieu 75252 Paris

devant le jury composé de

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 $^{12}CO$ et $^{13}CO$
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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