Atmosphere of the Earth and Space Environment

Durée

45h Th, 15h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Denis Grodent

Coordinateur(s)

Denis Grodent

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

PARTIE 1 : Atmosphère Terrestre
Chapitre I : Structure atmosphérique

• Équilibre hydrostatique
• Structure thermique
• Convection, radiation, conduction

• Distribution spectrale du rayonnement solaire
• Variabilité de l'émission solaire
• Equation du transfert radiatif et applications
• Bilan énergétique et climat
• Effet de serre

• Action photochimique du rayonnement
• Photochimie de l'atmosphère
• L'ozone : production et destruction

• Equations générales de la structure atmosphérique
• Diffusion moléculaire verticale et turbulente
• Mouvements dans la troposphère et la stratosphère

• Formation et structure
• Composition chimique
• Neutralité et champ électrique

• Mesurables et techniques principales
• Interaction des ondes ELM avec l'atmosphère
• Micro-ondes
• Fonctions de poids
• LIDAR

• Description, approximation dipolaire, développement de Gauss
• Origine des composantes interne et externe
• Evolution temporelle et inversions des pôles 

• Mouvement des électrons et protons dans le champ géomagnétique
• Dérive en longitude et courants associés
• Origine et structure des ceintures

• Eruptions solaires : composantes radiative et corpusculaire
• Effets sur le champ géomagnétique
• Impact sur les missions spatiales
• Vent solaire et structure de la cavité
• Reconnexion magnétique et  précipitation aurorale

• Composition et spectre énergétique
• Cycle solaire  et perturbations

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Ce cours a pour but de donner aux étudiants les notions de base de la physique atmosphérique et d'environnement aerospatial. Le fil rouge du cours est le profil vertical de la température de l'atmosphère terrestre. A la fin du cours, les étudiants seront à même d'expliquer la forme de ce profil et de faire le lien avec la composition chimique et le bilan énergétique de l'atmosphère. Ils verront comment l'atmosphère évolue dans l'espace et le temps et seront initiés aux méthodes de remote sensing.
A la fin du cours, les étudiants auront également acquis les notions de base sur l'environnement magnétique de la Terre, les ceintures de radiation et les rayons cosmiques (astroparticules), l'activité solaire et son impact sur l'environnement spatial. Ces connaissances pourront par exemple permettre de bien comprendre et de pouvoir prendre en compte les contraintes de l'environnement spatial dans le développement des missions spatiales terrestres et interplanétaires et particulièrement dans le design des instruments spatiaux.
 

Savoirs et compétences prérequis

Bonne connaissance de la physique générale et des outils mathématiques associés.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel, présentation de planches power point.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Un syllabus imprimé est disponible.
Les présentations power point actualisées en cours d'année sont téléchargeables sur eCampus.
Le chapitre remote sensing est basé sur le livre "Introduction to the physics and techniques of remote sensing", Elachi and van Zyl, 2nd edition, Wiley 2006.

Modalités d'évaluation et critères

Les examens ont pour but principal de jauger la capacité des étudiants de comprendre la physique qui se cache derrière les équations. Ces examens évaluent également la connaissance globale du cours et la capacité de faire des liens entre les différents chapitres du cours.
Examen oral sur l'ensemble de la matière vue au cours (3 questions). Une liste de questions sera distribuée avant l'examen.
Un examen écrit (exercices) pourra être organisé en fonction de la quantité de matière vue aux répétitions.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

La présence au cours est fortemenet recommandée.

Contacts

Prof Denis Grodent d.grodent@ulg.ac.be
Prof Jean-Claude Gérard jc.gerard@ulg.ac.be
Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire
Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute
Université de Liège Institut d'Astrophysique et de Géophysique Quartier AGORA (B5c) Allée du Six Août, 19C  B-4000 Liège, Belgium
phone: +32 4 366 9773 http://lpap.ulg.ac.be 50°34'55.9"N 5°33'55.8"E50.582194, 5.565510

Notes en ligne