En esta tesis se estudian varios fenómenos meteorológicos que tienen lugar en la atmósfera de Marte con imágenes de la cámara VMC de Mars Express. Otros instrumentos que vuelan en misiones en órbita de Marte se utilizan como soporte. Como parte de la tesis, se han desarrollado nuevas metodologías de trabajo que han implicado la operación de VMC, su calibrado, y la preparación de pipelines de procesado de datos.Los fenómenos meteorológicos que se estudian en esta tesis son tres: 1. Las nubes crepusculares noctilucentes en Marte. 2. La nube elongada de Arsia Mons (AMEC). 3. La gran tormenta global de Marte de 2018 en su penetración hacia la región polar sur.Como parte de la tesis se ha desarrollado el primer estudio sistemático de nubes noctilucentes en Marte, determinando por primera vez su distribución geográfica y temporal. También se ha descrito por primera vez en la literatura científica la AMEC, un fenómeno meteorológico extraordinario para el que también se ha dado un principio de explicación con la ayuda de un modelo numérico de mesoescala. El estudio de esta nube de origen orográfico ha llevado a conclusiones novedosas sobre la formación de nubes orográficas en Marte. Por último, el estudio de la gran tormenta de 2018 muestra vientos del vórtice polar sur que no son enteramente coincidentes con los predichos por los modelos de circulación general.

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