Academic literature on the topic 'Atmosphère – Observations par sodar'

As one of the standard methods of micrometeorology, eddy covariance technology has become the primary tool for monitoring the exchange of carbon dioxide, water and heat flux between terrestrial ecosystems and the atmosphere. This dataset includes the flux data accumulated by the National Observations and Research Station for Wetland Ecosystems in the Yangtze Estuary, collected in Dongtan Wetland on Chongming Island, Shanghai from September 2004 to December 2010, with a time resolution of half hour, and the data items cover air temperature (T_air), relative humidity (RH), soil temperature (T_soil), photosynthetically active radiation (PAR), solar radiation (Solar), net radiation (Rn), rainfall (Precip), sensible heat flux (Hs), latent heat flux (LE) and net carbon dioxide exchange (NEECO2), etc. The ecosystem observed in this study is typical of subtropical coastal salt marshes, predominantly inhabited by such plants as Phragmites australis and Spartina alterniflora. The observation system setup, equipment maintenance, data processing and quality control follows FLUXNET recommended protocols, ensuring high data reliability. The dataset can provide solid data support for the carbon budget, blue carbon estimation and biological invasion impact assessment of China's coastal salt marshes.

Abstract Nearby M-dwarf systems currently offer the most favorable opportunities for spectroscopic investigations of terrestrial exoplanet atmospheres. The LTT 1445 system is a hierarchical triple of M dwarfs with two known planets orbiting the primary star, LTT 1445A. We observe four transits of the terrestrial world LTT 1445Ab (R = 1.3 R ⊕, M = 2.9 M ⊕) at low resolution with Magellan II/LDSS3C. We use the combined flux of the LTT 1445BC pair as a comparison star, marking the first time that an M dwarf is used to remove telluric variability from time-series observations of another M dwarf. We find Hα in emission from both LTT 1445B and C, as well as a flare in one of the data sets from LTT 1445C. These contaminated data are removed from the analysis. We construct a broadband transit light curve of LTT 1445Ab from 620 to 1020 nm. Binned to 3 minute time bins, we achieve an rms of 49 ppm for the combined broadband light curve. We construct a transmission spectrum with 20 spectrophotometric bins each spanning 20 nm and compare it to models of clear, 1× solar composition atmospheres. We rule out this atmospheric case with a surface pressure of 10 bars to 3.2σ confidence, and with a surface pressure of 1 bar to 3.1σ confidence. Upcoming secondary eclipse observations of LTT 1445Ab with the James Webb Space Telescope will further probe the cases of a high-mean-molecular-weight atmosphere, a hazy or cloudy atmosphere, or no atmosphere at all on this terrestrial world.

La volatilisation du mercure des surfaces vers l'atmosphère et les dépôts atmosphériques du mercure sont des phénomènes importants dans la dynamique globale du mercure. Les échanges surface-atmosphère du mercure gazeux dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent sont variables dans le temps et dans l'espace. Bien que le modèle de la double couche montre que la grande partie des écosystèmes aquatiques sont en sursaturation par rapport à la constante d'Henry, des observations in situ, à l'aide de techniques de chambre à flux, montrent que des dépôts gazeux sont également possibles. Les dépôts gazeux du mercure dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent oscillent entre 0 et 4,66 ng/m2/h alors que les valeurs de volatilisation varient entre 0 et 9,28 ng/m2/h. Globalement, la volatilisation médiane du mercure est de 0,77 ng/m2/h alors que le dépôt gazeux médian est d'environ un ordre de grandeur inférieur (0,075 ng/m2/h). En été, l'ensemble des dépôts atmosphériques du mercure semble être mis à contribution lors de la volatilisation du mercure au-dessus des sols. Il semble que la majeure partie de cette volatilisation serait en fait de la ré-émission du mercure vers l'atmosphère. En hiver, seule la portion gazeuse des dépôts de mercure semble être ré-émise vers l'atmosphère. Plusieurs observations dans un marécage fluvial du lac Saint-Pierre (baie Saint-François) montrent que les flux de volatilisation du mercure sont supérieurs en période sèche qu'en période inondée (0,83 vs. 0,52 ng/m2/h). Ainsi, en période d'inondation le mercure réactif disponible pour la volatilisation serait en compétition avec les mécanismes responsables pour la méthylation du mercure (bio-disponible) et/ou la formation du sulfure de mercure (inerte sous forme de cinabre). Cet article a pour objectifs de présenter et discuter les échanges surface-atmosphère du mercure gazeux dans l'écosystème lac Ontario/fleuve Saint-Laurent.

ABSTRACT Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) play a key role in the chemical and hydrodynamical evolution of the atmospheres of exoplanets and planet-forming discs. If they can survive the planet formation process, PAHs are likely to be involved in pre-biotic chemical reactions eventually leading to more complex molecules such as amino acids and nucleotides, which form the basis for life as we know it. However, the abundance and specific role of PAHs in these environments is largely unknown due to limitations in sensitivity and range of wavelength of current and previous space-borne facilities. Upcoming infrared space spectroscopy missions, such as Twinkle and Ariel, present a unique opportunity to detect PAHs in the atmospheres of exoplanets and planet-forming discs. In this work, we present synthetic observations based on conservative numerical modelling of typical planet-forming discs and a transiting hot Saturnian planet around solar-type star. Our models show that Twinkle and Ariel might both be able to detect the 3.3 $\mu$m PAH feature within reasonable observing time in discs and transiting planets, assuming that PAHs are present with an abundance of at least one-tenth of the interstellar medium value.

ABSTRACT It is widely anticipated that the James Webb Space Telescope (JWST) will be transformative for exoplanet studies. It has even been suggested that JWST could provide the first opportunity to search for biosignatures in an alien atmosphere using transmission spectroscopy. This claim is investigated, specifically for the proposed anoxic biosignature pair CH4–CO2. The most favourable known target is adopted (TRAPPIST-1e), with an assumed atmospheric composition similar to the Archean Earth. Compared to previous studies, a more systematic investigation of the effect that cloud/haze layers have on the detectability of CH4 and CO2 is performed. In addition to a clear atmosphere scenario, cloud/haze layers are considered at eight pressure levels between 600 and 1 mbar. These pressures cover a plausible range for H2O cloud and photochemical haze, based on observations of solar system atmospheres and physical models of tidally locked planets such as TRAPPIST-1e, although no assumptions regarding the cloud/haze-layer composition are made in this study. For the clear atmosphere and cloud/haze-layer pressures of 600–100 mbar, strong (5σ) detections of both CH4 and CO2 are found to be possible with approximately 5–10 co-added transits measured using the Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) prism, assuming a dry stratosphere. However, approximately 30 co-added transits would be required to achieve the same result if a cloud/haze layer is present at 10 mbar. A cloud/haze layer at 1 mbar would prevent the detection of either molecule with the NIRSpec prism for observing programmes up to 50 transits (>200 h of JWST time), the maximum considered.

One hundred years have passed since the birth of P.R. Romanchuk – Hero of the Soviet Union, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Director of the Astronomical Observatory (1972–1987). At his initiative, the observatory began to develop new scientific directions: theoretical research of magnetic fields and the beginning of experimental work after the purchase of a magnetograph, study of changes in the solar atmosphere associated with flare activity, solar-terrestrial connections and the impact of solar activity on weather phenomena, development of methods for predicting solar activity. An important result of his work was the strengthening of the observatory’s material base – purchase of a purchase of a magnetograph, modernization of a horizontal solar telescope, joint work with the National Academy of Sciences of Ukraine on the development and manufacture of an axial meridian circle, purchase of equipment for television observations of meteors.

Climate change has affected the Arctic Ocean (AO) and its marginal seas significantly. The reduction of sea ice in the Arctic region has altered the magnitude of photosynthetically available radiation (PAR) entering the water column, impacting primary productivity. Increasing cloudiness in the atmosphere and rising turbidity in the coastal waters of the Arctic region are considered as the major factors that counteract the effect of reduced sea ice on underwater PAR. Additionally, extreme solar zenith angles and sea-ice cover in the AO increase the complexity of retrieving PAR. In this study, a PAR algorithm based on radiative transfer in the atmosphere and satellite observations is implemented to evaluate the effect of these factors on PAR in the coastal AO. To improve the performance of the algorithm, a flag is defined to identify pixels containing open-water, sea-ice or cloud. The use of flag enabled selective application of algorithms to compute the input parameters for the PAR algorithm. The PAR algorithm is validated using in situ measurements from various coastal sites in the Arctic and sub-Arctic seas. The algorithm estimated daily integrated PAR above the sea surface with an uncertainty of 19% in summer. The uncertainty increased to 24% when the algorithm was applied year-round. The PAR values at the seafloor were estimated with an uncertainty of 76%, with 36% of the samples under sea ice and/or cloud cover. The robust performance of the PAR algorithm in the pan-Arctic region throughout the year will help to effectively study the temporal and spatial variability of PAR in the Arctic coastal waters. The calculated PAR data are used to quantify the changing trend in PAR at the seafloor in the coastal AO with depth < 100 m using MODIS-Aqua data from 2003 to 2020. The general trends calculated using the pixels with average PAR > 0.415 mol m−2day−1 at the seafloor during summer indicate that the annual average of PAR entering the water column in the coastal AO between 2003 and 2020 increased by 23%. Concurrently, due to increased turbidity, the attenuation in the water column increased by 22%. The surge in incident PAR in the water column due to retreating sea ice first led to increased PAR observed at the seafloor (∼12% between 2003 and 2014). However, in the last decade, the rapid increase in light attenuation of the water column has restricted the increase in average annual PAR reaching the bottom in the coastal AO.

Abstract Observations from the Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES), Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), Multiangle Imaging Spectroradiometer (MISR), and Sea-Viewing Wide-Field-of-View Sensor (SeaWiFS) between 2000 and 2005 are analyzed in order to determine if these data are meeting climate accuracy goals recently established by the climate community. The focus is primarily on top-of-atmosphere (TOA) reflected solar radiances and radiative fluxes. Direct comparisons of nadir radiances from CERES, MODIS, and MISR aboard the Terra satellite reveal that the measurements from these instruments exhibit a year-to-year relative stability of better than 1%, with no systematic change with time. By comparison, the climate requirement for the stability of visible radiometer measurements is 1% decade−1. When tropical ocean monthly anomalies in shortwave (SW) TOA radiative fluxes from CERES on Terra are compared with anomalies in Photosynthetically Active Radiation (PAR) from SeaWiFS—an instrument whose radiance stability is better than 0.07% during its first six years in orbit—the two are strongly anticorrelated. After scaling the SeaWiFS anomalies by a constant factor given by the slope of the regression line fit between CERES and SeaWiFS anomalies, the standard deviation in the difference between monthly anomalies from the two records is only 0.2 W m−2, and the difference in their trend lines is only 0.02 ± 0.3 W m−2 decade−1, approximately within the 0.3 W m−2 decade−1 stability requirement for climate accuracy. For both the Tropics and globe, CERES Terra SW TOA fluxes show no trend between March 2000 and June 2005. Significant differences are found between SW TOA flux trends from CERES Terra and CERES Aqua between August 2002 and March 2005. This discrepancy is due to uncertainties in the adjustment factors used to account for degradation of the CERES Aqua optics during hemispheric scan mode operations. Comparisons of SW TOA flux between CERES Terra and the International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) radiative flux profile dataset (FD) RadFlux product show good agreement in monthly anomalies between January 2002 and December 2004, and poor agreement prior to this period. Commonly used statistical tools applied to the CERES Terra data reveal that in order to detect a statistically significant trend of magnitude 0.3 W m−2 decade−1 in global SW TOA flux, approximately 10 to 15 yr of data are needed. This assumes that CERES Terra instrument calibration remains highly stable, long-term climate variability remains constant, and the Terra spacecraft has enough fuel to last 15 yr.

Abstract We investigate the thermal, kinematic, and magnetic structure of small-scale heating events in an emerging flux region (EFR). We use high-resolution multiline observations (including Ca ii 8542 Å, Ca ii K, and the Fe i 6301 Å line pair) of an EFR located close to the disk center from the CRISP and CHROMIS instruments at the Swedish 1 m Solar Telescope. We perform non-LTE inversions of multiple spectral lines to infer the temperature, velocity, and magnetic field structure of the heating events. Additionally, we use the data-driven Coronal Global Evolutionary Model to simulate the evolution of the 3D magnetic field configuration above the events and understand their dynamics. Furthermore, we analyze the differential emission measure to gain insights into the heating of the coronal plasma in the EFR. Our analysis reveals the presence of numerous small-scale heating events in the EFR, primarily located at polarity inversion lines of bipolar structures. These events not only heat the lower atmosphere but also significantly heat the corona. The data-driven simulations, along with the observed enhancement of currents and Poynting flux, suggest that magnetic reconnection in the lower atmosphere is likely responsible for the observed heating at these sites.

Abstract Loops are fundamental structures in the magnetized atmosphere of the Sun. Their physical properties are crucial for understanding the nature of the solar atmosphere. Transition region loops are relatively dynamic and their physical properties have not yet been fully understood. With spectral data of the line pair of O iv 1399.8 Å and 1401.2 Å ( T max = 1.4 × 10 5 K) of 23 transition region loops obtained by IRIS, we carry out the first systematic analyses to their loop lengths (L), electron densities (n e ), and effective temperatures. We found electron densities, loop lengths, and effective temperatures of these loops are in the ranges of 8.9 × 109–3.5 × 1011 cm−3, 8–30 Mm, and 1.9 × 105–1.3 × 106 K, respectively. At a significant level of 90%, regression analyses show that the relationship between electron densities and loop lengths is n e [cm−3] ∝ (L[Mm])−0.78±0.42, while the dependences of electron densities on effective temperatures and that on the line intensities are not obvious. These observations demonstrate that transition region loops are significantly different than their coronal counterparts. Further studies on the theoretical aspect based on the physical parameters obtained here are of significance for understanding the nature of transition region loops.

L'objectif de cette thèse est d'optimiser les méthodes d'assimilation de données pour l'utilisation des sondeurs infrarouges hyperspectraux. Le travail se concentre sur deux aspects essentiels : la correction de biais et la détection nuageuse. La correction de biais est une étape nécessaire qui consiste à réduire les erreurs systématiques des observations. On présente la correction de biais variationnelle (VarBC) qui est moins sensible à une contamination par les biais du modèle de prévision. Cette propriété est exploitée pour paramétriser de manière objective les biais. La détection nuageuse élimine les observations contaminées par les nuages. On identifie une boucle d'interaction entre la correction de biais et la détection nuageuse. Une nouvelle métrique permet de réduire sensiblement son impact sur l'analyse. Un nouveau schéma de détection des nuages est introduit puis validé pour des observations simulées et réelles. Il ouvre une voie vers l'assimilation des observations nuageuses.

L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode d'assimilation des observations des sondeurs infrarouges hyperspectraux en condition nuageuse. Ces observations étaient jusqu'à présent rejetées des modèles d'assimilation en raison de la nature complexe des nuages et de leursprocessus non-linéaires évoluant dans des échelles spatio-temporelles généralement inférieures à celle du modèle. L'émergence des techniques variationnelles ainsi que les améliorations réalisées en matière de modélisation nuageuse et de transfert radiatif ont relancé l'intérêt de la communauté scientifique pour l'assimilation des radiances nuageuses. Ces dernières représentent en effet une large majorité des observations des sondeurs hyperspectraux, et particulièrement dans les zones atmosphériques sensibles. La méthode d'assimilation des radiances nuageuses développée ici utilise l'information combinée des schémas de détection du CEPMMT et de caractérisation du CO2-Slicing. Pour être efficace ce schéma d'assimilation nécessite une bonne concordance des performances de détection et de caractérisation des nuages pour les deux algorithmes. La première partie de ce manuscrit a permis de montrer que les deux algorithmes sont capables de détecter de manière fiable les nuages. La bonne concordance des performances obtenues d'un schéma à l'autre justifie par ailleurs leur utilisation conjointe dans une otique d'assimilation des radiances nuageuses. Le schéma d'assimilation développé dans cette étude permet d'augmenter le volume total des observations assimilées de plus de 10% pour AIRS et de plus de 12% pour IASI, les observations supplémentaires étant majoritairement localisées dans les moyennes et hautes latitudes. La prise en compte de l'effet du nuage dans l'opérateur d'observation conduit par ailleurs à une simulation d'observations plus cohérente avec les observations réelles. Les expériences réalisées avec AIRS montrent un impact positif sur les prévisions sans être significatif pour la température,l'humidité et le vent. L'impact est significativement positif pour le géopotentiel. Les expériences préliminaires réalisées pour le sondeur IASI montrent un impact sur les prévisions plus mitigé. La prise en compte des données infrarouges issues des sondeurs hyperspectraux en condition nuageuse améliore la prévisibilité des évènements intenses pour les 2 cas d'étude traités dans ce manuscrit de thèse (tempête méditerranéenne du 26 septembre 2006 et tempête sur la bordure ouest Atlantique du 24 janvier 2009). L'assimilation opérationnelle de ce type de données pourrait ainsi permettre, entre autres, une meilleure gestion des risques et ainsi une prévention des menaces liées à ce type de situations plus efficace
The main goal of this PhD work is to propose an approach to deal with high-spectral-resolution infrared sounders in cloudy conditions. Untill now, these observations were rejected by the data assimilation system due to the complex nature of clouds and to their non-linear processes evolving into spatiotemporal scales lower than those of the model. The emergence of variational techniques as well as improvements achieved in terms of cloud modelisation and radiative transfer revived the interests of the scientific community for the assimilation of cloudy radiances. Indeed most measurements from high-spectral-resolution infrared sounders, and in particular, in atmospheric sensitive regions, are contaminated by clouds. The approach proposed here to deal with cloudy radiances is based on the combined information from the cloud detection algorithm developped by the ECMWF and the CO2-Slicing cloud characterization algorithm. To be efficient, this scheme thus needs a good correspondance in terms of cloud detection between these two algorithms. The fist part of this study demonstrates that these two algorithms are able to detect clouds efficiently. The good correspondance in performances obtained from both algorithms justify their conjoint use to assimilate cloudy radiances. The assimilation scheme developped in this PhD work enables to increase the total amount of assimilated observations by more than 10% for AIRS and by more than 12% for IASI, additional observations are mainly located at mid to high latitudes. In addition, taking into account the cloud effect into the observation operator leads to model equivalents more consistent with true observations. Experiments performed with the AIRS sounder exhibit a positive but not significant impact on forecasts for the temperature, the humidity and the wind. The impact is significantly positive for the geopotential. Preliminary experiments performed with the IASI sounder exhibit a rather mitigated impact. Taking into account cloudy radiances from high-spectral-resolution infrared sounders improves the predictability of intense event for both study cases treated in this work (a mediterrean storm occuring on the 26th of september 2006 and an atlantic storm on the 24th of january 2009). The operational assimilation of this kind of data will certainly enable, among others, a better risk management et thus a more efficient hazard prevention

L'observation de la Terre est essentielle pour comprendre et surveiller le comportement complexe de notre planète. Les satellites, équipés d'un certain nombre de capteurs sophistiqués, constituent une plateforme clé à cet égard, offrant une opportunité d'observer la Terre à l'échelle globale et de manière continue. Les techniques d'apprentissage automatique (ML) sont utilisées depuis plusieurs décennies, dans la communauté de la télédétection, pour traiter la grande quantité de données générées quotidiennement par les systèmes d'observation de la Terre. La révolution apportée par les nouvelles techniques de Deep Learning (DL) a toutefois ouvert de nouvelles possibilités pour l'exploitation des observations satellitaires. Cette thèse vise à montrer que des techniques de traitement d'images telles que les réseaux neuronaux convolutifs (CNN), à condition qu'elles soient bien maîtrisées, ont le potentiel d'améliorer l'estimation des paramètres atmosphériques et de surface de la Terre. En considérant les observations à l'échelle de l'image plutôt qu'à l'échelle du pixel, les dépendances spatiales peuvent être prises en compte. De telles techniques sont utilisées dans cette thèse pour l'estimation des températures de surface et atmosphériques, ainsi que pour la détection et la classification des nuages à partir des observations de l'Interféromètre Atmosphérique de Sondage dans l'Infrarouge (IASI). IASI, qui est placé à bord des satellites en orbite polaire Metop, est un sondeur hyperspectral collectant des données sur une large gamme de longueurs d'onde dans l'infrarouge. Chacune est adaptée à l'identification des constituants atmosphériques à différents niveaux de l'atmosphère, ou de paramètres de surface. En plus d'améliorer la qualité des restitutions, de telles méthodes d'Intelligence Artificielle (IA) sont capables de traiter des images contenant des données manquantes, de mieux estimer les événements extrêmes (souvent négligés par les techniques statistiques traditionnelles) et d'estimer les incertitudes des restitutions. Cette thèse montre pourquoi les méthodes d'IA, et en particulier les CNN avec convolutions partielles, devraient constituer l'approche privilégiée pour l'exploitation des observations provenant de nouvelles missions satellitaires telles que IASI-NG ou MTG-S IRS
Observing the Earth is vital to comprehend and monitor the complex behaviour of our planet. Satellites, equipped with a number of sophisticated sensors, serve as a key platform for this, offering an opportunity to observe the Earth globally and continuously. Machine Learning (ML) techniques have been used in the remote sensing community for several decades to deal with the vast amount of data generated daily by Earth observation systems. The revolution brought about by novel Deep Learning (DL) techniques has however opened up new possibilities for the exploitation of satellite observations. This research aims to show that image-processing techniques such as Convolutional Neural Networks (CNNs), provided that they are well mastered, have the potential to improve the estimation of the Earth's atmospheric and surface parameters. By looking at the observations at the image scale rather than at the pixel scale, spatial dependencies can be taken into account. Such techniques will be used for the retrieval of surface and atmospheric temperatures, as well as cloud detection and classification from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) observations. IASI, onboard the polar orbiting satellites Metop, is a hyperspectral sounder gathering data across a broad range of infrared wavelengths that are suitable to identify atmospheric constituents for a range of atmospheric vertical levels, as well as surface parameters. In addition to improving the quality of the retrievals, such Artificial Intelligence (AI) methods are capable of dealing with images that contain missing data, better estimating extreme events (often overlooked by traditional ML techniques) and estimating retrieval uncertainties. This thesis shows why AI methods should be the preferred approach for the exploitation of observations coming from new satellite missions such as IASI-NG or MTG-S IRS

Depuis 1960 de fortes perturbations de l'ionosphère consécutives à des tremblements de Terre ont mis en évidence le couplage dynamique entre la Terre solide et l'atmosphère. De nombreuses observations de phénomènes associés ont depuis été réalisées, par des mesures au sol ou par satellite. Nous présentons ici une étude de ces phénomènes, fondée d'une part sur la modélisation de ce couplage par les méthodes sismologiques, d'autre part sur le développement de nouveaux outils d'observation adaptés à ce nouveau champ de recherches. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la préparation de la mission DEMETER (microsatellite CNES dédié à l'observation des signaux ionosphériques induits par l'activité sismique ou volcanique, dont le lancement est prévu en 2003). La première partie présente les différentes observations en liaison avec le couplage Terre atmosphère, et leur interprétation. La deuxième partie est dédiée à l'établissement d'une extension des méthodes de calcul de modes propres permettant de calculer des sismogrammes synthétiques pour une source et une station situées soit dans la Terre solide, soit dans l'océan ou l'atmosphère. Les synthétiques calculés par sommation de modes, pour une source sismique, montrent un bon accord avec les données fournies par le sondeur Doppler du CEA. La troisième partie présente les travaux réalisés pour développer de nouveaux outils d'observation dans l'ionosphère, notamment au dessus de zones à forte activité sismique, à partir des réseaux GPS denses, tels ceux de Californie ou du Japon. Nous développons enfin en conclusion les perspectives ouvertes par les signaux sismo-atmosphériques, que ce soit dans les champs de la sismologie ou de l'aéronomie

L'atmosphère de Saturne subit d'importantes variations saisonnières d'insolation, à cause de son obliquité, de son excentricité et de l'ombre de ses anneaux. Dans la stratosphère (de 20 hPa à 10-4 hPa), les échelles de temps photochimiques et radiatives sont du même ordre de grandeur que la période de révolution de Saturne (29,5 ans). On s'attend donc à mesurer des variations saisonnières et méridiennes significatives de la température et des espèces produites par la photochimie (en particulier C2H6, C2H2 et C3H8) dans cette région. Grâce à sa durée (2004-2017), la mission Cassini est l'occasion inédite de suivre l'évolution saisonnière de l'atmosphère de Saturne.Au cours de ma thèse, j'ai analysé des observations au limbe Cassini/CIRS car elles permettent de sonder à la fois la structure méridienne et verticale de la stratosphère de Saturne. Ainsi, j'ai mesuré les variations saisonnières de la température et des abondances de C2H6, C2H2 et C3H8. J'ai également contribué au développement d'un modèle radiatif-convectif et d'un GCM (Global Climate Model) de l'atmosphère de Saturne. Les prédictions de ces modèles sont comparées avec les températures mesurées avec CIRS, de façon à étudier les processus radiatifs et dynamiques qui contribuent à l'évolution saisonnière. Les simulations numériques réalisées avec ce GCM m'ont également permis d'étudier la propagation des ondes atmosphérique ainsi que les effets de l'ombre des anneaux sur l'atmosphère de Saturne. Par ailleurs, la comparaison entre les distributions de C2H6, C2H2 et C3H8 et des modèles photochimiques (Moses et Greathouse 2005, Hue et al. 2015) donne des indications sur le transport méridien
Saturn's atmosphere undergoes important seasonal variations of insolation, due to its obliquity, its eccentricity and the shadow of its rings. In the stratosphere (from 20 hPa to 10-4 hPa), radiative and photochemical timescales are in the same order as Saturn's revolution period (29.5 ans). Hence, significative seasonal and meridional variations of temperature and photochemical by-products (especially C2H6, C2H2, and C3H8) are expected. Because of its duration (2004-2017), the Cassini mission is an unprecedented opportunity to monitor the seasonal evolution of Saturn's atmosphere. During my PhD, I analysed Cassini/CIRS limb observations as they probe the meridional and vertical structure of Saturn's stratosphere. Hence, I measured seasonal variations of temperature and abundances of C2H6, C2H2, and C3H8. I also contributed to the development of a radiative-convective model and a GCM (Global Climate Model) of Saturn's atmosphere. The predictions of these models are compared with the temperatures measured from CIRS observations, in order to study the radiative and dynamical processes which contribute to the seasonal evolution. Numerical simulations performed with the GCM also allowed me to study atmospheric waves propagation and the effects of rings shadowing in Saturn's atmosphere. Besides, comparison between C2H6, C2H2, and C3H8 distributions and photochemical models (Moses and Greathouse 2005, Hue et al., 2015) give insights on meridional transport

Depuis la découverte en 1983 par Allen et Crawford de l'émission infrarouge nocturne de Vénus observable dans quelques fenêtres spectrales, son origine et son intérêt scientifique a été amplement démontrée. L'opacité du dioxyde de carbone est en effet suffisamment basse dans certaines fenêtres spectrales étroites pour permettre au rayonnement thermique issu des couches profondes (de 25 à 40 kilomètres d'altitude) et chaudes (400-500 K) de l'atmosphère de la planète de parvenir jusqu'à un observateur. Ces émissions, et en particulier celles situées dans la fenêtre spectrale située entre 2,2 et 2,5 µm, fournissent un moyen unique d'étudier la partie de l'atmosphère de Vénus située sous les épaisses couches nuageuses, en particulier sa composition grâce à la présence de bandes d'absorption de composés mineurs dont les profils verticaux moyens ont pu être mesurées, tels que CO, OCS, H2O ou encore SO2. L'étude des variations locales de ces composés mineurs est riche d'enseignements potentiels, tant sur le plan de la dynamique atmosphérique profonde que sur celui de la compréhension de la chimie de l'atmosphère - notamment du cycle du soufre - ou même de la possible activité géologique de la planète (par détection des émission de vapeur d'eau en provenance de volcans).
Le début de la mission spatiale Venus Express, première mission spatiale dédiée à cette planète depuis la découverte de l'émission infrarouge nocturne, et notamment les données attendues du spectro-imageur VIRTIS ont donc motivé un travail préparatoire qui a fait l'objet de cette thèse. Grâce à l'acquisition de spectres obtenus avec le spectro-imageur SpeX à l'Infrared Telescope Facility d'Hawaii, nous avons disposé de données analogues à celles attendues de la part de l'instrument VIRTIS-H sur le plan de la résolution spectrale (R ~ 2000). Ces observations furent menées au cours de trois campagnes
lors des périodes de quadrature favorables à l'observation de Vénus, en février 2003, août 2004 et novembre 2005. Par la suite, grâce au modèle numérique de transfert radiatif développé par Bruno Bézard et simulant les spectres de l'émission nocturne de Vénus, nous avons développé des algorithmes permettant d'associer rapidement à un spectre donné divers paramètres atmosphériques compatibles avec les observations (abondances et gradients verticaux d'espèces minoritaires à une altitude donnée, rapport isotopique de la vapeur d'eau, opacité nuageuse inférieure).
Nous présentons ensuite les résultats obtenus, parmi lesquels la confirmation de l'enrichissement déjà soupçonné en monoxyde de carbone aux moyennes et hautes latitudes. Des variations anti-corrélées du sulfure de carbonyle ont également été détectées. Une variabilité associée des gradients verticaux de ces deux espèces a pu aussi être mesurée. Ces résultats ont en outre reçu une interprétation dynamique qualitative, basée sur la circulation verticale générale de l'atmosphère. De nouvelles contraintes plus précises concernant l'abondance globale en vapeur d'eau et son rapport isotopique ont également pu être dérivées.
Enfin, la dernière partie de ce mémoire porte sur l'analyse par des méthodes semblables des premières données issues de l'instrument VIRTIS, montrant ainsi l'applicabilité de nos méthodes et confirmant certains des résultats obtenus précédemment, ainsi que sur les perspectives futures, conciliant études spectroscopiques des composés mineurs et interprétation dynamique de leurs variations grâce aux modèles de circulation générale.

Le 14 juillet 2015, la sonde New Horizons a survolé Pluton et a révélé un monde glacé débordant d’activité. Pour interpréter les observations, nous avons développé deux modèles numériques, l’un simulant les interactions surface-atmosphère des espèces volatiles sur des milliers d’années, l’autre dédié au climat 3D complet de Pluton. Avec ces modèles, nous analysons les cycles annuels et paléoclimatiques des glaces. Nos simulations reproduisent la distribution des espèces volatiles observées à la surface de Pluton, ainsi que leur abondance dans l’atmosphère. Nous montrons que l’insolation sur Pluton et la nature de son atmosphère favorisent la condensation d’azote au fond du bassin Sputnik Planitia, comme observé. Nous simulons, sur des échelles de millions d’années, des écoulements glaciaires de la calotte de glace dans Sputnik Planitia, ainsi que la formation de glaciers de méthane à l’équateur, des résultats très cohérents avec les observations. Nous nous intéressons ensuite à l’état de l’atmosphère de Pluton en 2015 avec le modèle 3D, caractérisant les régimes de vents, formation des nuages, températures, etc.... Nos derniers résultats mettent en évidence la sensibilité de la circulation générale à la distribution de la glace d’azote à la surface et suggèrent une rétro-rotation dans l’atmosphère de Pluton, induite par les flux de condensation-sublimation de l’azote dans Sputnik Planitia. Nous montrons également que plusieurs phénomènes sont à l’origine de la couche limite froide observée dans Sputnik Planitia. Enfin, en reproduisant les processus qui mènent à la formation de la brume organique, nous parvenons à expliquer l’extension de la brume observée au pôle nord
On July 14, 2015, the New Horizons spacecraft flew by Pluto and revealed an active frozen world.These observations call upon modelling efforts to complete their analysis and understand the mechanisms at play on Pluto. For this purpose, we have developed two numerical models of Pluto’s climate: a 2D model dedicated to the study of Pluto’s surface and a 3D model of Pluto’s atmosphere. We analyse the annual and paleoclimatic volatile cycles. Our simulations reproduce the distribution of the volatile observed on Pluto’s surface and their abundance in the atmosphere. We show that the solar insolation on Pluto and the nature of its atmosphere favour the condensation of nitrogen in the Sputnik Planitia basin, as observed. We simulate the glacial activity of the Sputnik Planitia ice cap on a timescale of millions of years, as well as the formation of methane glaciers at the equator. Our results are in agreement with the observations. We then focus on Pluto’s atmosphere in 2015 with the full 3D model where we performed a comprehensive characterization of the atmosphere: wind regimes, cloud formation, temperatures etc. ...We demonstrate the sensitivity of the general circulation to the distribution of the nitrogen ice on the surface and show that Pluto’s atmosphere currently undergoes retrograde rotation, induced by the condensation-sublimation of nitrogen in Sputnik Planitia. We also show that several phenomena originate at the cold boundary layer observed deep in Sputnik Planitia. Finally, by reproducing the processes that lead to the formation of organic haze, we simulate haze transport in the atmosphere and explain the greater extension of the haze observed at the north pole

Le transport de la neige par le vent est une composante importante de l'interaction entre l'atmosphère et la cryosphère. En zone de montagne, il influence la distribution temporelle et spatiale de la couverture neigeuse au cours de l'hiver et a en premier lieu des conséquences sur le danger d'avalanche. La modélisation numérique de ce phénomène permet d'étudier les interactions complexes entre le manteau neigeux et le vent et d'en estimer les conséquences de manière distribuée. Dans ce contexte, cette thèse décrit le développement et l'évaluation d'un modèle couplé atmosphère/manteau neigeux dédié à l'étude du transport de la neige par le vent en zone de montagne reposant sur le modèle atmosphérique Meso-NH et le modèle détaillé de manteau neigeux Crocus. Le transport de la neige par le vent a été étudié sur le site expérimental du Col du Lac Blanc (massif des Grandes Rousses, France). Une base de données d'épisodes de transport couvrant dix hivers a tout d'abord été utilisée pour déterminer les caractéristiques principales de ces épisodes. Des simulations avec le modèle Crocus (non couplé à Meso-NH) ont ensuite montré qu'il était nécessaire de tenir compte des transformations mécaniques des grains de neige induites par le vent afin de simuler une évolution réaliste de la vitesse seuil de transport. Le site expérimental a également été le siège de deux campagnes de mesures en 2011 et 2012 visant à collecter de données de validation pour le modèle. Elles renseignent sur les conditions météorologiques près de la surface, sur les quantités de neige transportées et sur la localisation des zones d'érosion et de dépôt de la neige grâce à l'utilisation d'un laser terrestre. Le modèle de transport de neige par le vent Meso-NH/Crocus a été développé. Il intègre le transport de la neige en saltation et en suspension turbulente ainsi que la sublimation des particules de neige transportée. Un schéma à deux moments permet de simuler l'évolution spatiale et temporelle de la distribution en taille des particules. L'utilisation d'un schéma de couche limite de surface à l'interface entre Meso-NH et Crocus s'est révélé nécessaire pour représenter les forts gradients de concentration en particules de neige observés près de la surface. Meso-NH/Crocus est le premier modèle couplé atmosphère/manteau neigeux capable de simuler de manière interactive le transport de la neige par le vent en zone alpine. Meso-NH/Crocus a été évalué en relief réel grâce aux données collectées lors de la première campagne de mesure en 2011. La simulation d'un épisode de transport sans chute de neige simultanée montre que le modèle reproduit de manière satisfaisante les principales structures d'un écoulement en relief complexe ainsi que les profils verticaux de vitesse de vent et de flux de particules de neige en suspension près de la surface. En revanche, la résolution horizontale de 50 m est insuffisante pour reproduire avec précision la localisation des zones d'érosion et de dépôt autour du Col du Lac Blanc. La prise en compte de la sublimation réduit la quantité de neige déposée de l'ordre de 5%.Les techniques de descente d'échelle dynamique (grid nesting) ont ensuite été utilisées pour simuler un second épisode de transport avec chute de neige. L'augmentation de la résolution horizontale intensifie les contrastes de vitesse de vent entre versants au vent et sous le vent. En revanche, elle modifie peu les quantités et les structures spatiales des précipitations solides autour du Col du Lac Blanc. Lorsqu'il est activé, le transport devient la principale source d'hétérogénéités des accumulations neigeuses

Nous cherchons à mettre en évidence l'influence des hétérogénéités de température, de structure ou de composition des atmosphères sur leurs observations. Dans le années à venir, de plus en plus d'appareils vont permettre l'observation par transmission des atmosphères d'exoplanètes. Toutefois, les outils numériques permettant de contraindre ces dernières reposent sur des modèles simples à une dimension. Ils supposent en effet des atmosphères ne possédant qu'une structure verticale (le climat est le même en tout point de la surface, la composition ou la température n'évolue qu'avec l'altitude). Cette approche a le mérite de permettre des calculs rapides et de contraindre les paramètres globaux de l'atmosphère avec des temps raisonnables. Ceci ne serait pas possible en l'état avec une modélisation en 3 dimensions des atmosphères, même si ce serait beaucoup plus réaliste. Ce que nous cherchons à mettre en évidence, ce sont les limites des techniques actuelles d'inversion et donc, de caractérisation des atmosphères qui seront observées. Pour cela, il fallait mettre au point un logiciel capable de résoudre le transfert radiatif au sein d'une atmosphère en 3 dimensions (et non plus 1 seul). Une fois le logiciel terminé, nous avons éprouvé l'algorithme de traitement du signal TauREx en comparant les résultats qu'il proposait à des simulations atmosphériques parfaitement contrôlées. Nous nous sommes tout principalement arrêté sur les biais découlant d'hétérogénéités de température en simulant des atmosphères avec un fort contraste jour/nuit. Ceci nous a permis de caractériser les biais découlant de ces types d'hétérogénéités, de les quantifier et de mettre l'accent sur un biais jusqu'ici très sous-estimé par la communauté, à savoir celui découlant des hétérogénéités le long de la ligne de visée. Nous avons appuyé nos propos et concentré nos efforts sur l'interprétation de l'inversion d'une simulation complexe de l'atmosphère de GJ 1214 b. La reconstitution de la chaine observationnelle : GCM (LMD), Pytmosph3R (LAB) et TauREx (UCL) ouvre les portes d'un vaste panel d'études envisageables, et notamment tout ce qui va concerner l'identification et la caractérisation des biais systématiques qui incomberont les observations à venir
Transmission spectroscopy provides us with information on the atmospheric properties at the limb, which is often intuitively assumed to be a narrow annulus aound ther planet. Consequently, the few recent studies on the effect of atmospheric horizontal heterogeneities on transmission spectra have used approaches sensitive to variations along the limb only. Here we demonstrate that the region probed in transmission – the limb – actually extends significantly toward the day and night sides of the planet. Consequently we show that thestrong day-night thermal and compositional gradients expected on synchronous exoplanets create sufficient heterogeneities across the limb to result in important systematic effects on the spectrum and bias its interpretation. To quantify these effects, we developed a 3D radiative transfer model able to generate transmission spectra of atmospheres based on 3D atmospheric structures, whether they come from a Global Climate Model or more parametrized models. We first apply this tool to a simulation of the atmosphere of GJ 1214 b toproduce synethic JWST observations and show that producing a spectrum using only atmospheric columns at the terminator results in errors greater than expected noise. This demonstrates the necessity of a real 3D approach to model data for such precise observatories.Second, we investigate how day-night temperature gradients cause a systematic bias in retrieval analysis performed with 1D forward models. For that purpose we synthesize a large set of forward spectra for prototypical HD209458 b and GJ 1214 b type planets varying the temperatures of the day and night sides as well as the width of the transition region. We then perform typical retrievalanalyses and compare the retrieved parameters to the ground truth of the input model. This study reveals systematic biases on the retrieved temperature (found to be higher than the terminator temperature) and absorber abundances. This is due to the fact that the hotter dayside is more extended vertically and screens the nightside—a result of the nonlinear properties of atmospheric transmission.These biases will be difficult to detect as the 1D profiles used in the retrieval procedure are found to provide an excellent match to theobserved spectra based on standard fitting criteria (chi2, posterior distributions). This fact needs to be kept in mind when interpretingcurrent and future data

The main milestones of the formation and development of astronomical science in Kharkiv during 1883–1945 are reconstructed on the example of the activities of the astronomical observatory of Kharkiv University. During this period, the outstanding worldview science in Kharkiv has achieved significant success: the works of Kharkiv astronomers have received world recognition; a well-known scientific planetary school has been established at the Observatory; the scientific community highly appreciated the research on the physics and chemistry of the Moon, the giant and small planets of the Solar System. The primary goal of the research is to inscribe the history of the university Observatory into the European and world context. Its purpose is to summarize the results of a comprehensive historical ad scientific study of the development of astronomical research in Kharkiv at the end of the 19th century – the first half of the 20th century and identification of ways of further scientific research. The completed research, which continues the problems of works devoted to the study of the history of astronomical science in Ukraine, focuses on expanding the well-known source base by attracting new retro-information resources. In particular, the monograph used a significant array of archival primary sources from almost twenty archival and library institutions of different countries. Most of them were introduced into scientific circulation for the first time, which allowed to determine and specify the sequence of stages of development of astronomical science in Kharkiv during the research period, to clarify and identify the little-known circumstances of the observatory life. The methodological basis of the study is the principles of historism, objectivity and a systematic approach to studying the problem. To solve specific problematic tasks in the monograph, general scientific and specially historical methods were used which allowed to study, analyze and summarize the presented factual material in a complex manner. The main sections of the monograph represent the dynamics of replenishment of the instrumental base of the university observatory, the chronology of the construction of the observatory complex of buildings at the location of the modern Scientific Research Institute of Astronomy of the V. N. Karazin Kharkiv National University. According to the author’s periodization, the stages of formation of subjects and directions of scientific work of university astronomers have been analyzed, including: seismic observations with the help of horizontal Rebeur-Paschwitz pendulums, research of the activity of the Sun, astrometric observations on the Repsold meridian circle of for the purpose of compiling a catalog of zodiac stars, studying lunar eclipses and meteor showers. The participation of university astronomers in the creation of the plan of the city of Kharkiv and its connection with the general network of precise geometric leveling of the Military Topographic Department of the General Staff; the organization of observations by an expedition of Kharkiv astronomers of the total Solar eclipse of 1914 in Henichesk; the creation of the School-workshop of precision mechanics at the Faculty of Physics and Mathematics of Kharkiv University were considered; information on the participation of Kharkiv astronomers in the events of the civil war during the Ukrainian Revolution was documented. The scientific research activity of Kharkiv astronomers during 1920-1930-s which was devoted to carrying out important astrometric works on meridian observations of star declinations by absolute methods and observations of Kopf-Rentz stars according to the programs of the International Astronomical Union; the initiation of the creation of the Catalog of faint stars; research in astrophysics aimed at studying the physical conditions on the Moon and the Sun, planets and the interstellar environment; performing long series of spectrophotometric observations of the Moon, Jupiter, Mars and Saturn under different conditions of observation; study of the kinematics of stellar systems of different order, the physical parameters and evolution of stars, the morphology of the Galaxy, the nature of the stellar subsurfaces and atmospheres, dust and gas nebulae, new stars and the variability of stars have been considered; the directions of solid works carried out in the field of celestial mechanics, devoted to the dynamics of the minor planets of the Jupiter group, the definition and improvement of the orbits of minor planets have been clarified. The development of amateur astronomy in Kharkiv, in particular, the functioning of circles and societies that directed their activities to the dissemination of astronomical knowledge, was highlighted; the participation of their representatives in astronomical observations at the Kharkiv Astronomical Observatory was emphasized. Reconstructed the development of historical events in the 1930s related to the involvement of Soviet and Western astronomers in the processes of political confrontation between the USSR and the Western world; investigated the course of circumstances that prevented the implementation of the project of creating a new modern astronomical center of national importance – the central Ukrainian observatory in Kharkiv; the participation of an expedition of Kharkiv astronomers in the observation of the «great Soviet eclipse» – the total solar eclipse of 1936 – in the North Caucasus is highlighted; established the facts of political «purges» and repressions by the People’s Commissariat for Internal Affairs ( the NKVD) in the Kharkiv Astronomical Observatory. The activity of the Kharkiv Astronomical Observatory has been documented and authentic biographical information about its representatives during the Nazi occupation of 1941–1943, the period of the German-Soviet war, has been presented; the unpopular facts of the forced collaboration of some scientists are highlighted; the process of recovery and reconstruction of the Kharkiv Astronomical Observatory after the liberation of the city is characterized. With the aim of researching the personal history of Kharkiv astronomy of the studied period, the monograph presents the results of a historical and biographical study of facts of life and scientific heritage of scientists who fully devoted themselves to Science, laid the foundations for the future development of many directions of modern astronomical research, made a significant contribution to the treasury of the national and European astronomical science, whose activities were connected with the Kharkiv Astronomical Observatory, in particular: Grigory Levytsky, Ludwig Struve, Mykola Evdokymov, Otto Struve, Mykola Barabashov, Boris Gerasimovich, Vasil Fesenkov, Oleksiy Razdolsky, Boris Ostashchenko-Kudryavtsev, Nicholas Bobrovnikov, Paraskovia Parkhomenko, Mstislav Savron, Boris Semeykin, Kostyantyn Savchenko and others (25 biographical essays are presented). A significant part of the mentioned factual material was also introduced into scientific circulation for the first time. A separate section of the monograph provides chronologically structured information that reflects the sequence of research work of the Kharkiv Astronomical Observatory employees during the period under study: from astrometric observations of stars and seismic research to spectrohelioscopic and spectroheliographic observations of the Sun and the initiation of the Kharkiv school of planetary science. It is assumed that the materials of the monograph will be used in research work devoted to the study of the process of institutionalization of astronomical research in Kharkiv at the end of the 19th century – the first half of the 20th century.

This chapter focuses on the giants of the solar system. Astronomers know somewhat less about the giant planets—except Jupiter—since no probes have gone down through their atmospheres and examined them directly. However, remote observations show that they have much in common with Jupiter. The low densities of all four giants mean they are mostly made of much lighter stuff than their terrestrial cousins. As on Jupiter, most of this bulk is gaseous in the outer layers but must be compressed into liquids in the interior. None of the giants has a solid surface, and the transition between gas and liquid is not a sharp one. Astronomers refer to the outer part of the fluid envelope as the atmosphere, although the depth of the base of the atmosphere is rather arbitrary.

Planetary science is the scientific investigations of the basic characteristics and the formation and evolution processes of the planets, moons, comets, asteroids and other minor bodies of the solar system, the exoplanets, and the planetary systems. Planetary scientific research mainly depends on deep space exploration, and it is highly interdisplinary and is built from Earth science, space science, astronomy and other relevant disciplines. Planetary space, a critical region of mass and energy exchange between the planet and the interplanetary space, is an integral part of the planetary multi-layer coupling system. Atmospheres of different compositions and plasmas of different densities and energies exist in planetary space, where mass transportation at different temporal and spatial scales and various energy deposition and dissipation processes occur. Optical remote sensing overcomes the difficulties of capturing global views and distinguishing spatiotemporal variations in in-situ particle and field detections. This chapter introduces the principles and applications of optical remote sensing in planetary science. The first ground-based planetary observatory in China, the Lenghu Observation Center for Planetary Sciences, will be introduced in detail. Future development of optical remote sensing platforms in Chinese planetary exploration program will also be introduced.

The Sunphotometer Earth Atmosphere Measurement (SPEAM-I) experiment was flown on the United States Space Shuttle Challenger in October, 1984 as part of a group of Canadian experiments referred to as CANEX-I. Measurements of the solar intensity were made through the orbiter side-hatch window at various wavelengths in the visible and near-ultraviolet during a number of terminator crossings using a hand-held, interference filter photometer. Observations at 315 and 324 nm have been analyzed to give vertical profiles of ozone at 63.34°S, 91.96°E. These profiles are compared to data from the literature. The success of this experiment points the way to the use of small instruments to make accurate but inexpensive observations of the composition of the upper atmosphere.

The Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III (SAGE III) has been selected for definition study for NASA's Polar Orbiting Platform (NPOP) and NASA's Space Station Attached Payload (SSAP). These are both part of the Agency’s Earth Observing System (Eos) for making long-term observations to understand the complex processes that affect global change. SAGE III is the latest generation of SAGE flight instruments, all of which use solar occultation to make vertical profiles of aerosols, ozone, and NO2, and to detect mid- to upper tropospheric clouds. SAGE II added, as will SAGE III, the capability to measure H2O. A description of the evolution of these experiments which began with the Stratospheric Aerosol Measurement I and II (SAM I and II) missions is given in Table 1.

The Atmospheric Trace Molecule Spectroscopy (ATMOS) experiment is an investigation of the distribution of neutral constituents in the earth’s atmosphere. The ATMOS instrument is a Michelson interferometer, with a response to radiation in the near- to mid-infrared, designed to make observations from on board the space shuttle in the solar occultation mode.1,2 Its first flight was made as part of the Spacelab 3 (SL-3) payload which flew on the shuttle "Challenger" between April 29 and May 6, 1989. The ATMOS experiment gathered data during 20 occultation events; 13 sunset occultations located between 26° - 34°N latitudes and 7 sunsets around 48°S.1,2 The data returned was composed of over 1000 high resolution infrared spectra containing absorption features of the earth’s atmosphere, spanning tangent heights from the ground up to 150 km, and a like number of high sun reference spectra. The spectra obtained within each occultation have been analyzed for the concentration height profiles of more than 25 different atmospheric species, including the first detection and confirmation of the presence of several gases.