Etude de l'atmosphere terrestre au moyen d'observations dans les longueurs d'onde millimetriques et submillimetriques

Studies of the earth's atmosphere by means of millimetric and submillimetric wave observations

• Auteur / Autrice : JUAN-RAMON PARDO-CARRION
• Direction : Pierre Encrenaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le but de ce travail est d'illustrer l'apport des observations dans les longueurs d'onde millimetriques et submillimetriques du spectre electromagnetique pour l'etude des parametres physiques et chimiques de l'atmosphere de notre planete. Nous avons d'abord developpe un modele de transfert de rayonnement dans le domaine de frequences 1-1000 ghz. Ce modele permet de predire la temperature de brillance de l'atmosphere, par exemple pour evaluer les performances requises pour differents instruments en projet. Il est aussi necessaire por analyser les observations provenant des differents radiotelescopes. Ce modele incorpore quelques developpements d'aspects originaux, etudies en profondeur, comme par exemple l'effet zeeman sur les raies de l'oxygene moleculaire produit par le champ magnetique terrestre. Les observations ont ete menees avec deux radiotelescopes millimetriques : iram-30m dans la sierra nevada (espagne) et pom-2 au plateau de bure (france). Nous avons obtenu des spectres de plusieurs molecules : h#2o dont la transition a 183 ghz a ete dectee dans des conditions de troposphere tres seche au-dessus du telescope, ce qui a rendu possible l'etude du rapport de melange de cette molecule dans la stratosphere et la mesosphere, o#3 dont plusieurs raies entre 142 et 359 ghz ont ete mesurees en utilisant des spectrometres avec differentes couvertures en frequence et differentes et resolutions spectrales pour obtenir le maximum d'information sur le profil vertical de ce gaz, #1#8o#1#6o dont la raie a 234 ghz a permis de tester le modele d'effet zeeman, et d'autres especes comme co. Ce travail theorique et experimental est a l'origine de notre contribution au developpement de nouveaux projets qui sont aussi presentes dans ce travail : emcor (radiometre cio), odin (satellite submillimetrique), amsu-a et b (nouveaux systemes de sondage de temperature a 60 ghz sur les satellites tovs) et pronaos (telescope submillimetrique sur ballon stratospherique). Un logiciel d'inversion pour le calcul des profils verticaux de temperature au-dessus de la stratopause a partir d'observations au limbe atmospherique de raies rotationnelles de l'oxygene moleculaire est la plus importante de ces contributions.