Estudio de la alta atmósfera de Venus con el instrumento VIRTIS ...
Estudio de la alta atmósfera de Venus con el instrumento VIRTIS ...
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Trabajo <strong>de</strong> Investigación para <strong>la</strong> obtención<br />
<strong>de</strong>l Diploma <strong>de</strong> <strong>Estudio</strong>s avanzados (DEA)<br />
y Suficiencia Investigadora<br />
<strong>Estudio</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> <strong>alta</strong> atmósfera <strong>de</strong> <strong>Venus</strong> <strong>con</strong> <strong>el</strong><br />
<strong>instrumento</strong> <strong>VIRTIS</strong>/<strong>Venus</strong> Express<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli,<br />
IAA-CSIC<br />
Objetivos: - Analizar emisiones infrarrojas<br />
- Mejorar <strong>el</strong> mo<strong>de</strong>lo teórico<br />
- Exploración (variabilidad atmosf.)<br />
Contenidos: - Virtis/VEx<br />
- Alta atmósfera y mo<strong>de</strong>lo teórico<br />
- Análisis <strong>de</strong> datos<br />
- 2 órbitas: periapsis y apoapsis<br />
- Conclusiones y trabajo futuro<br />
Seminario IAA -<br />
8/11/07<br />
Seminario IAA<br />
8/11/07<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 1
PRINCIPALES MISIONES ESPACIALES A VENUS (1962-1990)<br />
Venera 4-14, Pioneer <strong>Venus</strong>, Vega, Venera 15-16, Mag<strong>el</strong><strong>la</strong>n,<br />
+ sobrevu<strong>el</strong>o <strong>de</strong> Galileo/NIMS y Cassini/VIMS<br />
<strong>Venus</strong> Express (<strong>la</strong>nzamiento Nov. 2005 - llegada Abr. 2006)<br />
• Primera observación <strong>de</strong> una banda <strong>de</strong><br />
absorción <strong>de</strong>l isótopo 628 <strong>de</strong> CO 2 en 3.3 µm,<br />
en <strong>la</strong> atmósfera <strong>de</strong> <strong>Venus</strong>, <strong>con</strong> <strong>la</strong> técnica <strong>de</strong><br />
ocultación<br />
• Particu<strong>la</strong>s <strong>de</strong> acido sulfúrico suspensas en<br />
<strong>la</strong>s bajas nubes : ¿Origen vulcanico?<br />
Seminario IAA -<br />
8/11/07<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 2
Instrumentos a bordo <strong>de</strong> <strong>Venus</strong> Express:<br />
• Aspera(“Analyser of Space P<strong>la</strong>smas and Energetic Atoms”)<br />
• Spicav (“Spectroscopy for Investigation of characteristic of the<br />
Atmosphere of <strong>Venus</strong>”)<br />
• VeRa (“<strong>Venus</strong> Radio Science”)<br />
• VMC (“The <strong>Venus</strong> Monitoring Camera”)<br />
• PFS (“P<strong>la</strong>netary Fourier Spectroscopy)<br />
• MAG<br />
• <strong>VIRTIS</strong> Seminario IAA (“Visible - and Infrared Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Thermal Gilli Imaging Spectrometer”) 3<br />
8/11/07
PRINCIPALES MISIONES ESPACIALES A VENUS (1962-1990)<br />
Venera 4-14, Pioneer <strong>Venus</strong>, Vega, Venera 15-16, Mag<strong>el</strong><strong>la</strong>n,<br />
+ sobrevu<strong>el</strong>o <strong>de</strong> Galileo/NIMS y Cassini/VIMS<br />
<strong>VIRTIS</strong>/<strong>Venus</strong> Express (<strong>la</strong>nzamiento Nov. 2005 - llegada Abr. 2006)<br />
• <strong>VIRTIS</strong>-M espectros e imágenes<br />
visible V-M-vis <strong>de</strong> 0.3 a 1 µm ; infrarrojo V-M-ir 1-5 µm<br />
R 400<br />
IFOV 300m/pix periapsis<br />
• <strong>VIRTIS</strong>-H espectros infrarrojo 2-5 µm<br />
R 1800<br />
IFOV 1.5 km/pix periapsis<br />
Modo <strong>de</strong> observaciones <strong>de</strong> <strong>VIRTIS</strong>/Vex:<br />
Imagen y espectral (h > 12000km)<br />
Espectral (h < 12000 km) Mayor<br />
resolución vertical<br />
Seminario IAA -<br />
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Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 4
Cubos <strong>de</strong> datos<br />
Seminario IAA -<br />
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Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 5
Alta atmósfera <strong>de</strong> <strong>Venus</strong>:<br />
• Procesos Físicos (fotoquímica, calientamiento UV,<br />
escape al espacio exterior,…)<br />
• Problemas especificos (superrotación en <strong>la</strong><br />
mesosfera, propagación <strong>de</strong> ondas, turbulencia, …)<br />
• No Equilibrio Termodinámico Local (No - ETL)<br />
@ 120 km<br />
Mo<strong>de</strong>lo no - ETL<br />
(Roldan et al. 2000)<br />
- Simu<strong>la</strong> espectros <strong>de</strong> V-H y V-M<br />
- Calcu<strong>la</strong> perfiles verticales<br />
- Estudia <strong>la</strong> sensibilidad a variaciones<br />
<strong>con</strong> parámetros (ACS , etc)<br />
Seminario IAA -<br />
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Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 6<br />
(López-Valver<strong>de</strong> et al. 2007)
Análisis/validación <strong>de</strong> datos<br />
• Familiarización <strong>con</strong> datos y programas <strong>de</strong> <strong>VIRTIS</strong><br />
• Desarrollo <strong>de</strong> programas específicos (IDL)<br />
• Exploración sistemática y s<strong>el</strong>ección <strong>de</strong> datos: (limbo,dia, 4.3µm)<br />
Catalogos Órbitas/cubos/pix<strong>el</strong>es<br />
• Promedios <strong>de</strong> datos y análisis <strong>de</strong> <strong>con</strong>sistencia:<br />
(evaluación ruido, bias, eféctos sistemáticos,<br />
comparación medidas V-H y V-M)<br />
• Confección <strong>de</strong> mapas frente a diversos parámetros<br />
• Extracción <strong>de</strong> perfiles verticales<br />
Seminario IAA -<br />
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Catálogo órbitas/cubos/pix<strong>el</strong>es<br />
Órbita 26<br />
Seminario IAA -<br />
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Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 8
Mapas/imágenes en periapsis: orbita 43<br />
Imagen directa<br />
(pix vs. pix)<br />
Trayectoria<br />
sat<strong>el</strong>ite<br />
Imagen rendija<br />
Zoom en <strong>la</strong><br />
periapsis<br />
Imagen<br />
realista<br />
0.364<br />
Seminario IAA -<br />
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0.040<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 9
Mapas <strong>de</strong> radiancias en distintas l. onda<br />
4.25µm 4.30µm 4.41µm<br />
Seminario IAA -<br />
8/11/07<br />
SZA<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 10
Mapas/imágenes en apoapsis: orbita # 25<br />
¿Variabilidad en <strong>la</strong> <strong>alta</strong> atmósfera <strong>de</strong><br />
<strong>Venus</strong> ?<br />
Mapas <strong>de</strong> radiancia<br />
en 4.32 µm<br />
(Longitud vs.Altura)<br />
Seminario IAA -<br />
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Cubo 1 Cubo 2 Cubo 3<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 11
Conclusiones<br />
1. Combinación <strong>de</strong> imágenes y espectros <strong>de</strong> <strong>VIRTIS</strong>:<br />
resolución espacial y espectral sin prece<strong>de</strong>ntes<br />
2. Orbitas en periapsis: i<strong>de</strong>ales para son<strong>de</strong>o tangencial en <strong>el</strong><br />
limbo (mayor resolución espacial)<br />
3. Orbitas en apoapsis: mayor cantidad <strong>de</strong> datos, mapas <strong>de</strong><br />
casi un tercio <strong>de</strong>l p<strong>la</strong>neta<br />
4. Buen acuerdo cualitativo <strong>con</strong> <strong>el</strong> mo<strong>de</strong>lo<br />
5. Variabilidad atmosférica <strong>de</strong> gran amplitud: origen dinámico?<br />
Seminario IAA -<br />
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Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 12
Seminario IAA -<br />
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Trabajo futuro<br />
1. Exploración <strong>de</strong> <strong>la</strong> base <strong>de</strong> datos<br />
2. <strong>Estudio</strong> sistemático <strong>de</strong> <strong>la</strong>s emisiones <strong>de</strong> CO 2 en 4.3<br />
µm, 2.7 µm; <strong>de</strong> CO en 4.7 µm y <strong>de</strong> O 2 en 1.27 µm<br />
3. Validar/mejorar <strong>el</strong> mo<strong>de</strong>lo<br />
4. Investigar <strong>la</strong> variabilidad <strong>de</strong> <strong>la</strong> atmósfera<br />
5. Derivar (retrieval) <strong>de</strong> campo <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s <strong>de</strong><br />
CO 2 en <strong>la</strong> termosfera<br />
6. Aplicar estudios <strong>de</strong> p<strong>la</strong>netología comparada<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 13
GRACIAS<br />
Seminario IAA -<br />
8/11/07<br />
Gabri<strong>el</strong><strong>la</strong> Gilli 14
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