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Modélisation des climats de Titan et Vénus – EXOCLIMATS

Résumé de soumission

A l'heure où les missions spatiales étudiant les atmosphères planétaires sont couronnées de succès, - et permettent aux équipes scientifiques de recueillir de très nombreuses données, il devient possible - d'explorer de façon détaillée les mécanismes qui controlent le fonctionnement de ces systèmes - atmosphériques complexes. L'interprétation des données de Cassini-Huygens (Titan) et Vénus Express va cependant nécessiter le développement d'outils de modélisation complexes. En particulier, des modèles de circulation générale tri-dimensionnels, couplés à des modèles microphysique et photochimique, - ont déjà permis des avancées significatives dans la compréhension de l'atmosphère de Mars, de son - histoire, et de ses interactions passées et présentes avec la surface. Les équip - es de l'Institut Pierre-Simon Laplace (LMD et SA) réunies sur ce projet ont effectué récemment dans ce domaine des - travaux reconnus au niveau international, en particulier dans le cas de Mars. Pour Titan et Vénus, - les efforts n'ont jusqu'à présent pas pu etre aussi poussés. Pourtant, le champ - est désormais libre pour faire de rapides progrès dans ce domaine, et c'est l'objectif de notre projet: permettre en trois ans un développement décisif de nos modèles de Titan et Vénus, pour dépasser leurs limites - actuelles. La collaboration entamée depuis trois ans avec l'équipe de Richard Fournier, maintenant - au LAPLACE à Toulouse, a permis de développer le transfert radiatif indispensable pour mettre sur - pied un modèle de circulation général de Vénus. Cette démarche interdisciplinaire permet des développements méthodologiques, appliqués avec succès aux conditions difficiles de cette atmosphère. - L'implication de nos équipes dans l'analyse des données spatiales est forte: SPICAV et VIRTIS sur - Vénus Express, VIMS et CIRS (en collaboration avec le LESIA) sur Cassini. La synergie entre une - modélisation numérique en pleine expansion et le flux actuel des données spatiales sera fondamentale - dans les progrès qui seront fait dans les années qui viennent sur notre connaissance des atmosphères planétaires. Ces progrès, appliqués dans un esprit de planétologie comparée, sont indispensables pour la compréhension des évolutions climatiques des planètes du système solaire, et une meilleure appréhension des conditions requises pour l'émergence de la vie. Notre modèle de Titan inclut déjà un - couplage entre la dynamique atmosphérique, le transfert radiatif et la couche d'aérosols stratosphériques, ainsi qu'une prise en compte de la photochimie permettant un suivi de la - composition dans l'atmosphère. L'objectif de ce projet est de dépasser nos limites fortes actuelles: - (1) mettre à jour le transfert radiatif, afin d'élever le plafond du modèle pour y inclure la mésosphère, région intermédiaire entre stratosphère et thermosphère, lien important dont le role semble démontré par les données actuelles; (2) rendre le modèle tri-dimensionnel afin de représenter - l'existence de processus non-axisymetriques dans la troposphère pouvant jouer un rôle fondamental - dans le cycle du méthane (précipitations), et ses interactions avec la surface. Pour Vénus, notre modèle ne tient pour l'instant pas compte des couplages existants - entre la dynamique, les nuages enserrant la planète, la composition atmosphérique et le transfert radiatif. Ce projet prévoit donc de se donner les moyens de développer rapidement un modèle - microphysique et un modèle photochimique, pour compléter ce modèle dynamique déjà tri-dimensionnel. - Nous comptons également étendre verticalement ce modèle, comme dans le cas de Titan, pour inclure la mésosphère, région très dynamique beaucoup plus variable que l'atmosphère profonde, observée par l'instrument SPICAV/Vénus Express auquel nous sommes associés (PI au SA). Pour atteindre ces objectifs, nous sollicitons le recrutement de trois post-doctorants : un spécialiste du transfert radiatif (au LAPLACE), pour poursuivre les tr

Coordination du projet

Sébastien LEBONNOIS (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 367 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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