Thèse terminée
Étudiant : Vincent Hue (actuellement Research Scientist au SwRI à San Antonio, USA)
Titre : Modélisation physico-chimique 3D des atmosphères des planètes géantes
Années : 2012-2015
Encadrement : M. Dobrijevic, F. Hersant, et T. Cavalié
Contexte scientifique : Observations à long terme et résolues spatialement des planètes géantes avec Cassini and ALMA
Objectif : Développer un modèle photochimique 2D et saisonnier pour les planètes géantes pour interpréter les observations spatialement résolues.
Résultats : Le modèle résout l’équation de continuité pour toutes les altitudes (résolution ~H/3), latitudes (résolution de 5°) et en fonction du temps (résolution de 10° en longitude héliocentrique). Le réseau chimique contient 22 espèces, 33 réactions et 24 photodissociations. L’évolution temporelle de la déclinaison solaire est calculée à partir des paramètres orbitaux (période, excentricité, obliquité, etc.) Le flux actinique est calculé avec un modèle de transfert radiatif 3D à géométrie sphérique. Le modèle peut être alimenté avec un champ thermique altitude-latitude saisonnier directement mesuré à l’aide d’observations ou simulé par un GCM (modèle de circulation générale). La diffusion turbulente horizontale et verticale (Kyy et Kzz) et le transport advectif sont implémentés. Enfin, l’effet des anneaux de Saturne est inclus.
Acetylène et éthane dans la stratosphère de Saturne, en fonction de la latitude. Comparaison observation-modèle (tiré de Hue et al. 2015).
Publications relatives au projet :
- Hue, V., Hersant, F., Cavalié, T., Dobrijevic, M., 2018. Photochemistry, mixing and transport in Jupiter’s stratosphere constrained by Cassini. Icarus 307, 106-123 .
- Hue, V., Greathouse, T. K., Cavalié, T., Dobrijevic, M., Hersant, F., 2016. 2D photochemical modeling of Saturn’s stratosphere. Part II: Feedback between composition and temperature. Icarus 267, 334-343.
- Hue, V., Cavalié, T., Dobrijevic, M., Hersant, F., Greathouse, T. K., 2015. 2D photochemical modelling of Saturn’s stratosphere. Part I: Seasonal variation of atmospheric composition. Icarus 257, 163-184.
- Cavalié, T., Dobrijevic, M, Fletcher, L. N., Loison, J. C., Hickson, K. M., Hue, V., Hartogh, P., 2015. The photochemical response to the variation of temperature in Saturn’s 2011-2012 stratospheric vortex. Astronomy and Astrophysics 580, A55.
- Dobrijevic, M., Cavalié, T., Billebaud, F., 2011. A methodology to construct a reduced chemical scheme for 2D-3D photochemical models: Application to Saturn. Icarus 214, 275-285.