Modélisation

La modélisation 3D globale de l’atmosphère martienne.

GEM-Mars est un modèle 3D de circulation générale (GCM) de l’atmosphère de Mars qui décrit la météorologie, la circulation, la poussière, les nuages, la présence de l’eau, les calottes glaciaires, la radiation et la chimie atmosphérique de la surface jusqu’à 170 km d’altitude.

Le modèle applique la base dynamique du modèle Global Environmental Multiscale (GEM) qui est le modèle standard pour les prévisions météorologiques de Environment Canada.

Le modèle GEM-Mars est appliqué par l’IASB, par exemple, dans l’étude des orages poussiéreuses  en combinaison avec les mesures fournies par l’atterrisseur Phoenix (Daerden et al., 2015), pour la création des simulations des émissions de méthane (Viscardy et al., 2016), et afin de soutenir et interpréter des mesures fournies par l’instrument NOMAD dans le cadre de la mission ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter vers Mars.

Dans le projet MAGICS (Mars Atmosphere Global Interactive Chemistry Simulator) de BRAIN-Be, la chimie du modèle GEM-Mars a été étendue par des réactions impliquant du méthane. Ceci sera important pour l’interprétation des mesures exécutées par NOMAD.

 

L’animation ci-dessus présente la simulation d’une plume de méthane qui a été émise par des Nili Fossae juste avant le début de l’automne dans l’hémisphère nord (autour du Ls = 150). Après une dizaine de jours martiens (ou « sols »), la plume a encerclé la globe et a formé une couche qui se situe à une hauteur de 20 km. Après 20 sols, le méthane se disperse, mais une couche demeure visible au-dessus les 40 km. (Données générées par le simulateur prise de Viscardy et al., 2016).

 

Dans le cadre du projet CROSS DRIVE, nous sommes en train d’employer la technologie du dernier cri afin d’améliorer l’analyse et la visualisation des données. L’image à gauche se sert des calculations de vent fournies par GEM-Mars pour la détection des particules et pour donner une image de la nature dynamique de l’atmosphère martienne (Image courtesy of W. Engelke, DLR).

Le modèle GEM-Mars a été utilisé pour l’étude de la poussière qui se trouve dans l’atmosphère de Mars et qui a été observée par l’instrument LIDAR à bord de l’atterrisseur Phoenix. Des trajectoires inverses calculés par le modèle montrent que le paquet de l’air mesuré avait traversé un nuage poussiéreux. Les simulations du modèle ont démontré aussi que l’air était en train de monter sous l’influence de la radiation solaire réchauffant la poussière, un processus qu’on appelle un « ascenseur solaire » et qu’on avait aussi déjà observé sur terre. (From Daerden et al., 2015)