Accueil > Actualités > Soutenances de thèse ou de HDR > Soutenance de thèse de Jan Vatant d'Ollone au LMD

Soutenance

Jan Vatant d'Ollone (LMD)

Titre : Modélisation numérique des variations saisonnières de l'atmosphère de Titan

Date et heure : Le 31-01-2020 à 14h00

Type : thèse

Université qui délivre le diplôme : Sorbonne Université

Lieu : Campus Pierre et Marie Curie de Sorbonne Université, Salle de conférences de l'IEES, Tour 44-45, 4ème étage
Membres du jury :
  • Président du jury : M. Frédéric HOURDIN, Directeur de Recherche CNRS - Laboratoire de Météorologie Dynamique
  • Rapportrice : Mme. Sarah HÖRST, Assistant Professor - Johns Hopkins University, Department of Earth & Planetary Sciences
  • Rapporteur :  M. Franck SELSIS, Directeur de Recherche CNRS - Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
  • Examinatrice : Mme. Sandrine VINATIER, Chargée de Recherche CNRS - Laboratoire d’Études Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique
  • Examinateur : M. Juan LORA, Assistant Professor - Yale University, Department of Geology & Geophysics
  • Directeur de thèse : M. Sébastien LEBONNOIS, Directeur de Recherche CNRS - Laboratoire de Météorologie Dynamique
  • Membre invité : M. Sébastien RODRIGUEZ, Maître de Conférences Université Paris-Diderot, Intitut de Physique du Globe de Paris
Résumé :

Cette thèse porte sur l’étude de l’atmosphère de Titan, plus particulièrement ses variations saisonnières, avec un modèle de climat global (GCM). La longévité exceptionnelle de la mission Cassini-Huygens ayant permis de cartographier et caractériser l’atmosphère pendant près d’une demi-année titanienne, de nombreux phénomènes saisonniers ont été mis en évidence, concernant l’évolution de la température dans les régions stratosphériques polaires, la rétroaction radiative des composés traces, et d’identifier les nuages polaires à très haute altitude. Une compréhension globale de ces mécanismes passe par le biais d’outils comme les GCMs. Le GCM Titan de l’IPSL existant avant ces travaux de thèse ne permettait pas d’aborder de manière satisfaisante ces problèmes, car souffrant d’une mauvaise représentation de la structure thermique dans la stratosphère. Une analyse du contrôle de la structure thermique dans ce modèle est effectuée dans un premier temps, et pointe une représentation insuffisante de l’absorption des gaz. On met donc en place un nouveau transfert radiatif, adapté de celui du GCM générique d’atmosphères planétaires, développé au LMD. Cette refonte s’étend à l’ensemble du couplage avec les modules photochimiques et microphysiques. Pour le premier, on effectue une mise à jour des schémas réactionnels et on développe une méthode capable de prendre en compte les variations d’opacités des composés traces induites par les changements saisonniers et leurs rétroactions radiatives - méthode potentiellement applicable à d’autres objets. Le modèle microphysique pré-existant ayant de nombreuses limitations, on en implémente également un nouveau, permettant de simuler les brumes. Des simulations entièrement couplées dynamique-physique-photochimie-microphysique peuvent ainsi être réalisées. Avec celles-ci on peut étudier l’influence des différents couplages sur la structure thermique et la dynamique atmosphérique, dans les différentes régions de l’atmosphère. Une attention particulière est portée sur les régions polaires stratosphériques, où les observations de Cassini ont pu suivre le renversement de la circulation à l’équinoxe et mettre en évidence un refroidissement hivernal très marqué à basse altitude, lié à la présence de nuages stratosphériques. Les mécanismes à l’œuvre dans le renversement de la circulation et le contrôle du refroidissement stratosphérique dans les simulations sont étudiés. Enfin, l’évolution saisonnière des composés, le rôle des couplages sur la phase est discuté, et les altitudes de condensation représentées dans le modèle sont analysées.

Contact :
jvatant@lmd.jussieu.fr
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