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    Vagues dans l'air avec de larges effets

    Cette image d'une tempête de poussière sur Mars a été prise en 2007 par Mars Reconnaissance Orbiter, de la Nasa. Des nuages ​​de glace d'eau sont visibles près de la région polaire, avec des rainures produites par des oscillations de pression ou de température qui sont des caractéristiques des ondes de gravité. Ces vagues étaient très probablement causées par le vent soufflant sur une crête de cratère. Crédits :NASA/JPL-Caltech/MSSS

    Mars a une atmosphère très mince, avec près d'un centième de la densité de la nôtre sur Terre, et la gravité tire avec un peu plus d'un tiers de la force que nous ressentons sur notre planète. Par conséquent, les tempêtes de poussière peuvent devenir mondiales. Pour les futures missions vers Mars, il est important de comprendre l'enveloppe aérienne de la planète et de prévoir ses humeurs.

    Une nouvelle étude, dirigé par Gabriella Gilli, de l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) et de la Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), publié dans le Journal de recherche géophysique , peut améliorer la façon dont nous décrivons et prévoyons le temps martien. Cette étude suggère que les vagues se déplaçant vers le haut à travers l'air raréfié de Mars, et causé par les perturbations de l'air, peut avoir un fort impact sur l'atmosphère dans son ensemble.

    Comprendre ce processus peut expliquer certaines des différences entre ce que les missions spatiales ont observé sur la planète rouge et les simulations informatiques utilisées par les scientifiques pour comprendre comment fonctionne son atmosphère.

    Les ondes de gravité atmosphériques sont de petites fluctuations de la densité de l'air et de la température se propageant dans l'atmosphère. Ils peuvent être produits par un certain nombre de procédés, comme les interactions d'air chaud et froid, ou le courant d'air au-dessus des montagnes, tous perturbant la stratification stable de l'atmosphère.

    Comme ces ondes transportent et libèrent de l'énergie, ils font accélérer les vents, ou pour ralentir à de douces brises. Ainsi, ils sont connus pour avoir un rôle dans la circulation atmosphérique globale sur Terre, ainsi que sur Mars et Vénus.

    L'atmosphère martienne a près d'un centième de la densité de la nôtre sur Terre. Il est visible sous forme de couche translucide sur cette image prise par la mission Viking 1, de la Nasa, en 1976. Crédits :NASA/Viking 1

    "Nous nous sommes concentrés sur la comparaison entre nos simulations tridimensionnelles de l'atmosphère et les observations de l'instrument Mars Climate Sounder à bord de Mars Reconnaissance Orbiter, " dit Gabriella Gilli. " L'inclusion dans le modèle des ondes de gravité produites par convection donne une explication physique plausible pour certaines des divergences restantes entre les observations et les simulations. "

    Selon la présente étude, ces ondes semblent interagir avec les oscillations périodiques de l'atmosphère dans son ensemble, marées diurnes nommées, causé par le contraste de température entre le jour et la nuit. Sur Mars, ces marées sont beaucoup plus fortes que sur Terre en raison de sa fine enveloppe.

    L'étude montre que l'impact des ondes de gravité sur les marées diurnes martiennes a tendance à ralentir les vents à des altitudes supérieures à 50 km, plus conforme à ce qui est effectivement observé sur Mars.

    Les auteurs ont utilisé un modèle tridimensionnel développé par le Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), à Paris. Le modèle est continuellement mis à jour vers une représentation plus fidèle du climat martien. Ce travail de l'équipe de Gilli est l'une de ces mises à jour.

    Les variations de densité atmosphérique propres aux ondes de gravité peuvent laisser des traces sur les nuages, comme l'empreinte visible dans ce pont nuageux au-dessus de l'océan Indien, inscrit dans une image collectée par Terra mission, de la Nasa, en 2003. Crédits :NASA/GSFC/LaRC/JPL, Équipe MISR

    C'est une représentation informatique des ondes de gravité causées par la convection. Leurs propriétés spécifiques peuvent être ajustées tout en vérifiant si la sortie météo simulée, à savoir les vitesses du vent et les oscillations de densité et de température, se rapprocher des données enregistrées par les engins spatiaux.

    Gilles, qui est un connaisseur de l'ambiance de notre prochain voisin, Vénus, dit que les modèles pour ces planètes sont une clé pour comprendre également les différences et les similitudes entre ces mondes et la Terre, et comprendre l'évolution de notre propre planète.

    "Nous continuerons à travailler sur les modèles climatiques de nos planètes voisines et avec de nouvelles données provenant de futures missions comme Exo-Mars et Mars2020, " dit Gabriella Gilli. " Il est également crucial d'appliquer ces modèles à des planètes extra-solaires similaires à la Terre, afin que nous puissions prédire ce que nous pourrons observer avec les instruments prévus dans les années à venir pour l'étude des mondes lointains."


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