La composition et la structure thermique de l'atmosphère
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La Terre est entourée d'une couche de gaz maintenue par la gravité, son atmosphère.
Quelles sont la composition et la structure de l'atmosphère ?
Les satellites et les ballons-sondes ont permis d'obtenir des données physico-chimiques sur l'atmosphère terrestre.
Les mesures effectuées montrent que la pression atmosphérique diminue rapidement et régulièrement avec l'altitude : de 1 000 hPa à la surface terrestre, elle n'est que de 3 hPa à 40 km d'altitude. Cette altitude marque une première limite correspondant à l'essentiel de la masse atmosphérique.
La température et la composition chimique révèlent quant à elles des variations plus complexes en interaction les unes avec les autres. Ainsi, les mesures effectuées indiquent une température qui décroît avec l'altitude entre le sol et environ 12 km d'altitude et une modification de composition en certains gaz mineurs. C'est notamment le cas pour l'eau, essentiellement présente dans les douze premiers kilomètres, et l'ozone, dont la faible concentration est stable, puis augmente à partir de 12 km.
Ces données physico-chimiques permettent d'accéder à des profils de l'atmosphère montrant une structure verticale en couche.
La troposphère est la première
couche atmosphérique au niveau de la surface : elle
correspond à l'air que l'on respire.
Elle contient l'essentiel de la vapeur d'eau et se
caractérise par une diminution progressive de la
température jusqu'à sa limite supérieure,
la tropopause, située entre 10 et 15 km
d'altitude.
La présence d'eau et de dioxyde de carbone
entraînent l'absorption du rayonnement infrarouge
émis par la Terre et contribue à l'effet de
serre.
La stratosphère, seconde couche
principale, se situe au-dessus de la troposphère
jusqu'à une altitude d'environ 50 km.
Elle se caractérise par une augmentation de la
température et de la concentration en ozone. C'est le
comportement de l'ozone vis-à-vis de la lumière
qui explique cette hausse de température, l'ozone ayant
la propriété d'absorber les rayons solaires
ultraviolets.
La présence de l'ozone est essentielle pour la vie
puisqu'elle a permis aux êtres vivants de coloniser les
milieux continentaux, car elle protège contre l'action
mutagène des rayons solaires ultraviolets.
L'étude des profils de températures et la présence de certaines espèces chimiques montrent une structure verticale de l'atmosphère dont les deux couches principales sont la troposphère et la stratosphère.
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