L'Atmosphère

L'atmosphère peut être découpée en cinq couches qui sont :

• la troposphère,
• la stratosphère,
• la mésosphère,
• la thermosphère et
• l'exosphère.

La météorologie et la climatologie s'intéressent cependant plus spécialement aux événements qui se produisent dans la couche la plus basse, la troposphère. Ce sont eux qui constituent le temps ; ils comprennent les variations de température et d'humidité, le déplacement de l'air (vent) et l'état physique (solide, liquide ou gazeux) dans lequel se trouve l'eau atmosphérique.

 

La pression moyenne au niveau de la mer est de 1013.25 hPa (hecto-Pascal) avec une perte d'1 hPa tous les 10m d'altitude. Par exemple, elle est de 850 hPa vers 1400m, 700 hPa vers 3000m, 500 hPa vers 5500m, 300 hPa vers 9000m et enfin 100 hPa vers 15000m. 

 

Bien que ses gaz soient continuellement brassés, l'atmosphère n'est pas homogène, tant par sa composition que par ses caractéristiques physiques. Au niveau de la mer, elle est constituée de 78,11 % d'azote, 20,953 % d'oxygène et de 0,934 % d'argon pour les gaz majeurs. Les gaz mineurs, dont la proportion varie avec l'altitude, sont principalement l'eau sous forme de vapeur, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et l'ozone.

La plus grande part de la masse atmosphérique est proche de la surface : l'air se raréfie en altitude et la pression diminue ; celle-ci peut être mesurée au moyen d'un altimètre ou d'un baromètre.

 

L'atmosphère est responsable d'un effet de serre qui réchauffe la surface de la Terre. Sans elle, la température moyenne sur Terre serait de -18 °C, contre 15 °C actuellement. Cet effet de serre découle des propriétés des gaz vis-à-vis des ondes électromagnétiques.

Détails des différentes couches de l'atmosphères 

 

En partant du sol et en prenant de l'altitude, nous trouvons :

 

• La Troposphère : Il s'agit de la première couche de l'atmosphère. Elle commence au sol et à pour hauteur maximum environ 10 km d'altitude. Cette limite varie légèrement en fonction de l'endroit où nous nous trouvons sur le globe. Par exemple, la limite est de 15 km au dessus de l'équateur et seulement 8 au dessus des poles. Elle contient pas moins de 80% de la masse totale de l'atmosphère dont la quasi totalité en vapeur d'eau. Cette dans cette couche que se produisent tous les phénomènes météorologiques comme les nuages, la pluie et les vents, ainsi que les mouvements de convections (élévation d'une particule d'air, vents verticaux...etc). La température baisse en moyenne de 0.6°C/100m, elle descend à -20°C vers 6000m, -30°C vers 7000m et se stabilise à -55°C vers 10000m. La pression atmosphérique perd 1hPa tous les 10m (toujours en moyenne). Elle passe de 1013hPa au niveau de la mer, descend à 500hPa vers 5500m et seulement 250hPa vers 10000m !

• La Stratosphère : C'est la deuxième couche de l'atmosphère. Elle se situe entre 10-12km d'altitude et 50km pour sa limite supérieure. Contrairement à la Troposphère, la température dans la Strastophère augmente d'abord lentement puis de manière brutale après 30 km d'altitude. En effet elle atteint -40°C vers 30km et déjà 0°C vers 45km. Globalement, cette couche est dynamiquement stable, hormis une légère influence de la traposphère au plus bas de la couche. Il n'y a aucune turbulence à part les chutes de météorites ou étoiles filantes parfois observées depuis le sols. C'est dans cette couche également que l'on trouve la fameuse couche d'ozone. La couche d'ozone est une zone qui contient une importance concentration d'ozonz qui à pour utilité d'absorber une grande partie du rayonnement solaire ultraviolet dangereux pour l'organisme. Elle a role très important pour les différentes espèces vivantes sur la planète. 

• La mésosphère : Il s'agit de la 3ème couche de l'atmophère située entre 50 et environ 80km d'altitude. Cest la zone tampon entre la Terre et l'espace. La pression atmosphérique est quasi inexistante (taux d'oxygène très bas) et la température décroit à nouveau, passant de 0 à -70°C environ.

• La thermosphère : C'est l'avant dernière couche de l'atmosphère. Elle se situe entre environ 80 et 600km d'altitude. La pression atmosphérique est inexistante. C'est à cette altitude qu'orbite la Station Spciale Internationale (ISS). La température augmente très rapidement, de plusieures centaines de degrés et parfois 1500°C en cas d'éruption solaire. Il s'agit donc de températures élévées pour nous et pourtant l'effet de cette température est négligeable pour le corps humain en raison de la densité de la matière très faible. 

• L'Exosphère : C'est la dernière couche de l'atmosphère. Elle se situe entre 600 et 1000km d'altitude (voire l'infini selon différentes définitions). Dans cette zone, la densité des particules est négligeable et les atomes circulent librement. Il peut s'agir donc du début de l'espace. 

Composition de l'atmosphère 

 

Comme je l'ai dit plus haut, l'atmosphère (au niveau de la mer) se compose de 78.1% de diazote et 20.9% de dioxygène (qui est en fait l'air ue nous respirons). Il reste 1%, ce sont des gaz rares comme l'argon avec environ 0.93% et 0.041% pour le  dioxyde de carbonne (415ppm* en avril 2021). 

 

Détail de la composition de l'atmosphère :

 

• Diazote (N2) : 78.084% soit 780 840 ppm
• Dioxygène (O2) : 20.946% soit 209 460 ppm
• Argon (Ar) : 0.9340% soit 9 340 ppm
• Dioxyde de carbonne (C02) : 0.0415% soit 415 ppm
• Néon (Ne) : 18.18 ppm
• Hélium (He) : 5.24 ppm
• Méthane (CH4) : 1.745 ppm
• Krypton (Kr) : 1.14 ppm
• Dihydrogène : (H2) : 0.55 ppm
• Monoxyde d'azote (NO) : 0.5 ppm
• Protoxyde d'azote (N2O) : 0.3 ppm
• Xénon (Xe) : 0.09 ppm
• Ozote (O3) : 0.07 ppm
• Dioxyde d'azote (NO2) : 0.02 ppm
• Iode (I2) : 0.01 ppm
• Monoxyde de carbonne (CO) : 0.2 ppm
• Ammoniac (NH3) : négligeable

 

ppm* : partie par million = 1 mg/kg.