Température
Emmanuel Marcq
- Introduction :
Prérequis : thermodynamique du gaz parfait, notion d'énergie cinétique/potentielle, hydrostatique
-
Décrire :
- La température des couches externes détermine en grande partie les conditions à la surface et les observables à distance.
- Détermine (avec la pression) les états de la matière possibles ("volatils").
- Compétition énergie thermique / gravité : notion d'échelle de hauteur, de gradient adiabatique (qualitatif)
- Équilibre avec rayonnement EM : notion d'émission et absorption thermique (Corps noir), température d'équilibre et température efficace.
- Effet de serre
- Comprendre :
- diagramme des phases
- échelle de hauteur, gradient adiabatique (quantitatif)
- lois de Planck, de Wien, de Kirchoff.
- Calculs de Teff autour d'une étoile (sans atmosphère)
- Modèle à une couche d'effet de serre.
- Se Tester :
Exercices simples d'application des lois ci-dessus (contexte exoplanétaire ? films de SF ?)
- Mini-projet :
manipulation d'un modèle/applet à deux couches (http://marcq.page.latmos.ipsl.fr/TP_En680/TP_En680.html)
Dynamique atmosphérique
T. Navarro, V. Ciarletti (2015)
Prérequis : notion de fluide, ondes mécaniques, pression, force de Coriolis
- Décrire :
Bilan radiatif au sommet de l'atmosphère : nécessité d'une circulation
Revue des différentes dynamiques atmosphériques connues : Vénus, Terre, Mars, Titan, planètes géantes
- Comprendre :
- Équations primitives
- Cellule de Hadley : structure et description, vent jet
- Équilibres géostrophique, cyclostrophique
- Ondes : acoustique, de gravité, de marée, de Rossby, ondes barocline, barotrope
- Ondes stationnaire, progressive
- Interaction flot moyen : Flux d'Eliassen-Palm et théorie «transformed eulerian mean», gravity wave drag, etc ...
- Se tester :
Questions sur les points précédents
- Mini-projet :
Applet qui passe en revue les structures atmosphériques appliquées à différentes planètes, selon différents paramètres :
- Taille et flux d'une cellule de Hadley en fonction de paramètres planétaires : rayon, rotation,
échelle de hauteur atmosphérique
- Ondes : revue des différents types d'ondes en fonction de paramètres.
Haute atmosphère (ionosphère, thermosphère, exosphère)
Jean-Yves Chaufray
Composition, nuages aérosols
Yves Bénilan
Prérequis : Equilibre hydrostatique, cinétique chimique, thermodynamique (enthalpie de réaction, chaleur latente), base de structure moléculaire (énergie de liaison, énergie d'ionisation)
- Décrire :
- Introduction : Les planètes avec une atmosphère dans le système solaire : les planètes géantes et les planètes tellurique.
- Atmosphères primitives et secondaires.
- Thermochimie et photochimie
- Atmosphères oxydantes et réduites.
- Complexification de la chimie sous l'influence d'une source d'énergie.
- Aérosols photochimiques et nuages
- Interaction atmosphère/surface: sources et puits
- Variations saisonnières
- Comprendre :
- Diffusion atmosphérique
- Equilibre thermochimique, réaction exothermiques et endothermiques
- Interaction rayonnement matière, ionisation et photolyse.
- Cinétique chimique
- Croissance moléculaire.
- Equilibre thermodynamique: évaporation et condensation (Référence à Température)
- Coagulation et coalescence.
- Se Tester :
Exercices simples sur la diffusion moléculaire (temps caractéristiques), cinétique chimique (temps caractéristiques), équilibre thermochimique (exothermique/endothermique), équilibres de phase (condensation/évaporation),
- Mini-projet :
Etudes d'articles
