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CDD chercheur (H/F) en planétologie

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Informations générales

Référence : UMR8190-ANNMAA-002
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : mardi 29 janvier 2019
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 septembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2100-2400 €/mois net
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Nous sommes à la recherche de candidats pour un projet postdoctoral de 24 mois sur la modélisation des nuages de CO2 mésosphériques martiens avec un modèle climatique global (MCG).

Mars est, après la Terre, la planète la plus observée de notre système solaire, et nous commençons à comprendre les détails complexes de son atmosphère. Le flux de données observationnelles a révélé plusieurs mystères, dont un des plus récents est la condensation du composé principal de l'atmosphère, le CO2, comme nuages. La formation de ces nuages nous oblige à revisiter les théories de la microphysique pour prendre en compte le fait que l'espèce qui condense n'est pas un gaz trace mais une vapeur quasi-pure, et à reconsidérer les phénomènes dynamiques engendrés par la formation de ces nuages. Des observations des nuages mésosphériques ont été accumulées pendant au moins une décennie. Aujourd'hui il existe plusieurs climatologies complémentaires qui donnent une base à la compréhension de la formation de ces nuages, leur évolution et leur rôle dans le climat martien. Notre équipe, après 10 ans d'effort, a construit un modèle unique de microphysique de CO2, maintenant couplé aux modèles atmosphériques martiens du laboratoire LMD. Nous sommes maintenant prêts à répondre aux questions fondamentales sur la formation des nuages de CO2 martiens avec cet outil unique. Notre projet de 3,5 ans est financé par l'Agence national de la recherche (ANR JCJC projet “MECCOM”).

Les ingrédients nécessaires à la formation des nuages mésosphériques ont été étudiés avec des modèles climatiques globaux, avec et sans microphysique (Colaprete et al. 2008 ; Gonzalez-Galindo et al. 2011) et avec des études théoriques idéalisées (Spiga et al. 2012). Certaines de ces études (Colaprete et al. 2008 ; Yigit et al. 2015) n'ont pas réussi à reproduire la distribution observée des nuages mésosphériques. En revanche, celles faites avec les versions précédentes des outils de modélisation que nous allons utiliser dans ce projet (Gonzalez-Galindo et al. 2011 ; Spiga et al. 2012) ont produit des résultats pionniers confirmant que les nuages mésosphériques se forment dans des poches sursaturées formées par la superposition des marées thermiques de l'échelle planétaire et des ondes de gravité qui se propagent jusqu'à la mésosphère. Par contre, dans ces études les processus de l'échelle planétaire et méso-échelle n'étaient pas couplés, et le modèle global n'a pas pu produire des sursaturations à cause du manque de la prise en compte de l'effet des ondes de gravité sur les températures.

Récemment, notre groupe a développé un nouveau modèle de microphysique en une dimension (colonne atmosphérique) pour les nuages de CO2 (Listowski et al. 2013 ; Listowski et al. 2014). Le couplage de ce modèle avec le modèle climatique global martien (MGCM), développé en collaboration entre le LATMOS et le LMD (Forget et al. 1999 ; Navarro et al. 2014), a été effectué par notre équipe et nos collaborateurs (Audouard et al. 2017). Aujourd'hui, le MGCM est l'outil le plus avancé pour étudier les nuages de CO2 sur Mars.

Le projet postdoctoral comporte deux volets :

1) Les sources et les propriétés des noyaux de glaciation dans la mésosphère : Investiguer les rôles des différentes sources des noyaux de glaciation (poussière minérale, cristaux de glace d'eau, carbonates de magnésium hydratées) sur la formation des nuages ; Réévaluer le potentiel de formation des carbonates de magnésium hydratées (noyaux de glaciation potentiels) à l'aide des abondances de vapeur d'eau prévues par les MGCM ; Mettre à jour les paramètres de nucléation des noyaux de glaciation mésosphériques et évaluer leur potentiel à la formation des nuages.

2) La variabilité des nuages mésosphériques : Quantifier les occurrences des poches sursaturées dans la mésosphère à partir des occultations stellaires de l'instrument SPICAM sur Mars Express et détecter les nuages mésosphériques adjacents ; Etudier avec le MGCM l'impact des variations interannuelles de l'épaisseur optique de la poussière sur l'apparition des nuages mésosphériques ; Revisiter et développer la paramétrisation existante des ondes de gravité et variation sous-maille de la température dans le MGCM.

Le projet vise à modéliser, pour la première fois, d'un façon auto-descriptive, tous les aspects de ces questions en incluant toutes les sources de noyaux de glaciation mésosphériques et en intégrant les derniers résultats des observations et des expériences numériques et expérimentales.

Activités

Le/la chercheur(e) postdoctoral(e), supervisé(e) par Dr A. Määttänen, effectuera des simulations originales de la dynamique et de la microphysique avec le MCG martien (MGCM), développé en collaboration avec les laboratoires LATMOS et LMD, modèle qui inclut depuis peu la possibilité de simuler la microphysique des nuages de CO2 (une expertise spécifique au LATMOS).

La question scientifique principale que ce projet sous-tend est la suivante : quels sont les éléments dynamiques et microphysiques qui contrôlent les variations interannuelles et la distribution des nuages mésosphériques ? Cette question peut se séparer en deux sous-questions :(1) quelles sont les contributions relatives au bilan des noyaux de glaciation de la mésosphère des injections des particules météoritiques et de la poussière soulevée depuis la surface ? (2) comment pouvons-nous expliquer les nombreux profils de température sursaturés sans l'apparition d'un nuage adjacent ? Le/la chercheur(e) postdoctoral(e) tentera d'élucider ces questions durant son séjour au LATMOS.

Compétences

Nous cherchons des candidat(e)s avec une bonne expertise en sciences de l'atmosphère (de la Terre ou des planètes) et en modélisation. Une expérience passée en microphysique des nuages et programmation (Fortran, Python) est souhaitée. Une expérience en analyse des données serait vu comme un atout. La capacité de travailler en équipe et un esprit indépendant et curieux sont importants. Un bon niveau d'anglais est requis, et une connaissance de français pourra être utile sans être nécessaire.

Contexte de travail

Le/la chercheur(e) CDD, financé(e) par l'ANR, se joindra à une équipe du LATMOS à Paris, sur le campus UPMC de Sorbonne université à Jussieu, et travaillera sur un projet positionné dans un réseau de collaboration régional et international, coordonné par Dr Anni MÄÄTTÄNEN.
Le/la chercheur(e) postdoctoral(e) mènera son projet dans un réseau scientifique dense entre les laboratoires LATMOS et LMD (France), l'University of Leeds (Royaume-Uni) et l'Instituto de Astrofísica de Andalucía (Espagne). Parallèle aux travaux de modélisation, le/la chercheur(e) postdoctoral(e) participera à une campagne expérimentale de laboratoire sur les propriétés de nucléation de CO2 des noyaux de glaciation mésosphériques à University of Leeds, et étudiera les températures de la mésosphère avec des observations de l'instrument SPICAM (Mars Express). Le projet contient aussi des ressources pour financer des voyages aux conférences et réunions internationales.

Informations complémentaires

Financé par l'ANR (financement obtenu).

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