CO au sommet des nuages

Marcq et al. (2015) ont effectué des mesures depuis la Terre de CO au sommet des nuages, vers 70 km d’altitude, en utilisant le spectromètre à haute résolution CSHELL à l’IRTF. Ces mesures sont comparées aux résultats de notre modèle à la même altitude, figure 8.11. Notre modèle retrouve des valeurs d’environ 45 ppmv entre 30°S et 30°N. Les mesures de Marcq et al. (2015), figure 8.11(a), varient de 35 ± 10 ppmv sur cette même gamme de latitude. Il n’est pas évident de conclure à un enrichissement en CO des hautes latitudes au regard des mesures présentées parMarcq et al.(2015) à la figure8.11(a). Les hautes latitudes du Sud semblent plus pauvres en CO que l’équateur, au contraire du Nord d’après Marcq et al. (2015). Ces mesures ne semblent pas non plus indiquer une variation diurne du CO à 70 km, ce qui rejoint les résultats de notre modèle. Les mesures du rapport de mé-lange de CO au sommet des nuages par Krasnopolsky (2010a) depuis la Terre avec le spectromètre haute résolution CSHELL, figure 8.12, présentent un bon accord avec notre modèle, figures 8.11(b)

et 8.6(d), pour les basses latitudes entre 30°S et 30°N. Pour les latitudes supérieures à 30°, notre modèle produit des rapports de mélange qui dépassent 60 ppmv alors que c’est la valeur du rapport de mélange queKrasnopolsky(2010a) trouve vers 60° de latitude. Notre modèle est plus riche en CO aux hautes latitudes. Les rapports de mélange de CO au terminateur du matin observés parKrasnopolsky (2010a) sont plus élevés que celui de l’après-midi. La figure 8.6(d) reproduit cette caractéristique. La dynamique à 70 km, figure 8.6(d), est influencée par une onde de marée thermique diurne qui produit une ascendance près du soir, matérialisée par un rapport de mélange en CO plus faible dû aux masses d’air plus pauvres en CO en-dessous, et une branche descendante vers le matin

caracté-risée par un rapport de mélange en CO plus élevé à cause des masses d’air plus riches en CO au-dessus. La simulation où CO est initialisé à 25 ppmv dans l’atmosphère profonde produit un rapport de mélange de CO compris entre 60 et 80 ppmv à 70 km aux basses latitudes. Notre modèle surestime CO à 70 km quelque soit l’initialisation en CO utilisée. Soit les cycles de destruction de CO ne sont pas assez efficaces, soit la circulation de Hadley modélisée est trop forte, ou une combinaison de ces deux effets. Nous ne pouvons conclure définitivement à ce jour sur les raisons exactes de la surestimation de CO et cela fait partie des investigations futures de notre modèle.

(a) . (b)

Figure 8.11 –Cartes en projection orthographique du rapport de mélange de CO à 70 km. La carte(a)provient des observations depuis la Terre avec le spectromètre CSHELL dans la bande 4,53 µm parMarcq et al.(2015). La carte(b)est le rapport de mélange de CO calculé après 100j vénusiens simulés par notre modèle avec CO et SO2 initialisés respectivement à 0 ppmv et 10 ppmv dans l’atmosphère profonde. Le terminateur est symbolisé par une ligne blanche pleine et est positionné afin de correspondre aux observations de la figure(a).

Figure 8.12 – Variation en latitude du rapport de mélange de CO à 70 km mesuré parKrasnopolsky(2010a) depuis la Terre avec le spectromètre haute résolution CSHELL à l’IRTF. Les heures locales des observations sont affichées sur chaque profil, deux à 8h et un l’après-midi à 16h30.

8.1.4.3 CO de 80 à 100 km

Les mesures depuis la Terre dans le domaine millimétrique à partir de l’interféromètre OVRO de Gurwell et al. (1995), reproduites sur la figure 8.15, sont des moyennes entre ±50° de latitude et montrent que le côté nuit est plus riche en CO que le côté jour. Notre modèle reproduit également ce comportement comme nous l’avons vu à la section 8.1.3, figure 8.6. Gurwell et al.(1995) fournissent également des cartes qui illustrent le maximum de CO observé du côté nuit. La figure 8.13(a) est tirée de Gurwell et al. (1995) et montre que le maximum de CO se situe approximativement à 3 :30 heure locale et à l’équateur pour un rapport de mélange dépassant les 300 ppmv. La comparaison avec notre modèle, figure8.13(b), montre que le comportement diurne de CO à 95 km est cohérent avec les observations deGurwell et al.(1995). Notre modèle parvient donc à reproduire l’augmentation du côté nuit du rapport de mélange de CO et son maximum proche du terminateur matinal. C’est l’interaction entre le vent zonal vers l’Ouest et la circulation subsolaire-antisolaire qui provoque le maximum de CO proche du terminateur du matin. L’extension en altitude du GCM par Gilli et al. (2016) jusqu’à ∼140 km permettra d’étudier sans biais dûs à la limite de notre modèle en altitude.

(a) (b)

Figure 8.13 –Cartes en projection cylindrique, centrée sur le minuit local, du rapport de mélange de CO à ∼ 95 km.(a)est tirée des mesures deGurwell et al. (1995), la ligne noire pleine représente 100 ppmv. (b), résultats de notre modèle, CO est initialisé à 25 ppmv dans l’atmosphère profonde.

La figure 8.14 compare nos résultats entre 70 et 100 km aux mesures depuis la Terre de Lellouch et al.(1994), effectuées à l’IRAM sur un radio-télélescope qui opère dans le domaine sub-millimétrique. À 75 km, nos rapports de mélange de CO sont systématiquement plus forts que ceux deLellouch et al. (1994) à toutes les latitudes. Dans la bande équatoriale nous avons un rapport de mélange environ 2 fois supérieur et pour les hautes latitudes, nous pouvons avoir un rapport de mélange entre 4 et 5 fois supérieur. Ces différences sont d’autant plus fortes que Lellouch et al. (1994) ne semblent pas observer d’enrichissement significatif avec la latitude à aucune altitude. À 85 km, la différence entre les observations deLellouch et al. (1994) et notre modèle, figures8.14(a) et(c), s’illustre par des valeurs de rapport de mélange observés d’environ 170 ppmv et des valeurs modélisées autour de 120 ppmv. À 95 km, notre modèle ne peut reproduire les maximums à plus 600 ppmv observés. Ce résultat n’est cependant pas surprenant car nous nous situons ici au niveau le plus élevé du modèle et ne pouvons prendre en compte l’importante production de CO qui intervient aux altitudes supérieures jusque dans la thermosphère.

(a) (b)

(c) (d)

Figure 8.14 – Cartes en projection orthographique du côté nuit, centrées sur minuit, de CO. CO est initialisée à 25 ppmv dans l’atmosphère profonde.(a)représente les valeurs observées parLellouch et al. (1994). Les cercles représentent l’angle solide observé de Vénus. Les valeurs dans les cercles sont les rapports de mélange de CO en centaine de ppmv allant, de bas en haut, des altitudes 75 km, 85 km et 95 km.(b)modèle à 74 km.(c)modèle à 84 km.(d)modèle à 94 km.