JUPITER, planète
Dynamique de l'atmosphère
Jupiter : la Grande Tache rouge et un ovale blanc
NASA / Jet Propulsion Laboratory
Les formations nuageuses les plus marquées dans l'atmosphère jovienne ont été utilisées comme traceurs de la circulation générale pour démontrer sa très forte symétrie axiale. De même, on a pu suivre le mouvement récurrent, avec une période de 6 à 10 jours, des petites taches qui apparaissent dans l'environnement de la Grande Tache rouge. Cela démontre la permanence de vents soufflant toujours dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre, autour de la Tache rouge. Bien que ne montrant que de manière approximative le mouvement réel des masses d'air, cette méthode s'est révélée suffisante pour établir les grands traits de la circulation générale et des mouvements de l'atmosphère.
À la différence de l'atmosphère de la Terre, où l'on observe seulement deux courants généraux – le courant-jet des latitudes moyennes, soufflant vers l'est, et un courant général faible d'est en ouest pour les latitudes proches de l'équateur –, l'atmosphère de Jupiter est parcourue par plusieurs courants-jets. La vitesse qui leur est attribuée est une vitesse relative par rapport au mouvement de rotation de la planète, dont la période est déterminée par les mesures de son champ magnétique (9 h 55 min). L'étroite corrélation entre, d'une part, des vents soufflant en direction de l'est succédant aux vents vers l'ouest, d'autre part, l'alternance des zones et des ceintures est bien démontrée. Mais c'est principalement la permanence temporelle de la structure méridionale des vents qui est le fait surprenant. Une relative stabilité a été mise en évidence sur presque un siècle d'observation ; les vitesses atteignent 130 mètres par seconde au sud de la zone équatoriale.
Afin d'être en accord avec l'observation, les modèles de la circulation atmosphérique de Jupiter doivent aboutir à l'alternance des vents d'est et d'ouest et démontrer la permanence du phénomène ; ils doivent de plus tenir compte de deux particularités de l'atmosphère jovienne, si on la compare par exemple avec l'atmosphère de la Terre. En premier lieu, l'atmosphère de Jupiter reçoit un flux de chaleur dont près de la moitié provient de l'intérieur de la planète ; l'existence d'une source interne d'énergie thermique a été démontrée par les mesures radiométriques dans l'infrarouge. En second lieu, la température de l'atmosphère supérieure change très peu entre les régions équatoriales et les régions polaires ; la différence atteint au maximum 3 degrés.
Sans chercher à être exhaustif, on peut néanmoins énoncer les principes sur lesquels sont fondés au moins deux types de modèles de circulation générale. Le premier est dû en particulier à Gareth P. Williams, de l'université de Princeton ; ses études s'inscrivent dans la recherche d'une uniformisation des paramètres qui régissent la circulation des atmosphères des planètes principales ; malgré les particularités mentionnées plus haut, Williams prend comme type de modèle unifié son modèle à trois dimensions élaboré pour l'atmosphère de la Terre. Il est évident que, s'agissant de Jupiter, le paramètre prépondérant est la vitesse de rotation de la planète, ce qui peut expliquer l'extrême stabilité des traits généraux de la circulation. Dans l'atmosphère de la Terre, les ondes baroclines, qui prennent naissance aux latitudes moyennes à cause des forts gradients thermiques existant entre l'équateur et les pôles, ont un effet destructeur sur une circulation cellulaire de type Hadley. Dans l'atmosphère de Jupiter, la vitesse de rotation très élevée de la planète a pour conséquence d'amortir complètement ces effets des ondes baroclines. Les résultats de la simulation informatique appliquée à Jupiter conduisent effectivement à un profil alterné des[...]
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Écrit par
- André BOISCHOT : astronome titulaire à l'Observatoire de la Côte d'Azur
- André BRAHIC : professeur de classe exceptionnelle à l'université de Paris-VII-Denis-Diderot
- Daniel GAUTIER : directeur de recherche au C.N.R.S., astronome à l'Observatoire de Meudon
- Guy ISRAËL : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Pierre THOMAS : professeur de géologie à l'École normale supérieure de Lyon
- Encyclopædia Universalis : services rédactionnels de l'Encyclopædia Universalis
Classification
Médias
Jupiter : structure de la haute atmosphère
Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory
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Encyclopædia Universalis France
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