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Définition Couches de l'atmosphère

L'atmosphère de la Terre est formée de plusieurs couches de gaz qui contournent la Terre en raison des effets du champ gravitationnel.

Chaque couche a une composition spécifique de gaz organisés en fonction de leur densité. Les gaz les plus denses sont attirés plus près de la surface de la Terre tandis que les autres restent plus loin de la planète.

En raison des différents attributs que présentent les gaz, les couches de l'atmosphère ont leurs propres caractéristiques et jouent un rôle spécifique dans leurs relations avec la Terre.

Les cinq couches qui forment l'atmosphère terrestre sont: la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère.

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Troposphère

La troposphère est la couche la plus dense de l'atmosphère et donc la plus proche de la surface de la Terre. On estime que la masse atmosphérique totale est de 5 x 1018 kg et que 75% de cette quantité est située dans la troposphère.

L'épaisseur de la troposphère varie de 8 km à 14 km, selon la région de la Terre. Les points les plus fins (où l'épaisseur atteint 8 km) sont aux pôles nord et sud.

Parce que c’est la couche la plus basse de l’atmosphère, la troposphère est responsable de la vie sur la planète et c’est également l’endroit où se produisent presque tous les phénomènes climatiques. Le terme troposphère est dérivé des tropes grecs (changement) afin de refléter la nature dynamique du changement climatique et le comportement de cette couche de l'atmosphère.

La tropopause est la région de la troposphère qui délimite sa fin et le début de la stratosphère. La tropopause est facilement identifiable grâce aux différents modèles de pression et de température de chacune des couches.

Composition de la troposphère

En termes de volume, la troposphère est composée de 78, 08% d'azote, 20, 95% d'oxygène, 0, 93% d'argon et 0, 04% de dioxyde de carbone. L'air est également composé d'un pourcentage variable de vapeur d'eau entrant dans la troposphère par le phénomène d'évaporation.

Température dans la troposphère

Comme la pression, la température dans la troposphère diminue également avec l'altitude. En effet, le sol absorbe la plus grande partie de l’énergie solaire et chauffe les niveaux inférieurs de la troposphère. Ainsi, considérant que l’évaporation est plus importante dans les zones les plus chaudes, la vapeur d’eau est plus présente au niveau de la mer et plus rare à haute altitude.

Que peut-on trouver dans la troposphère?

Voici quelques exemples de ce que l'on peut trouver dans la troposphère:

  • Le climat
  • Les précipitations comme la pluie, la neige et la grêle;
  • Gaz tels que l'azote, l'oxygène, l'argon et le dioxyde de carbone
  • Les nuages
  • Oiseaux

Stratosphère

La stratosphère est la deuxième plus grande couche de l'atmosphère et aussi la deuxième la plus proche de la surface de la Terre. On estime qu'il contient environ 15% de la masse totale de l'atmosphère sur la Terre.

L’épaisseur de la stratosphère est à 35 km de la tropopause, c’est-à-dire qu’elle se situe entre la troposphère et la mésosphère. Le terme stratosphère est dérivé du grec strato (couche), pour désigner le fait que la stratosphère elle-même est subdivisée en d'autres couches plus petites.

Les couches de la stratosphère sont formées en raison de l'absence de phénomènes climatiques qui mélangent l'air. Ainsi, il existe une nette division entre l’air froid et l’air lourd, situé en dessous, et l’air chaud et léger situé au-dessus. Ainsi, en termes de température, la stratosphère fonctionne de manière contraire à la troposphère.

Étant une région hautement stable (car il n'y a pas de renouvellement d'air), les pilotes d'avion ont tendance à rester au début de la stratosphère pour éviter les turbulences. C'est à cette altitude que les avions et les ballons atteignent leur efficacité maximale.

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Certains aéronefs, notamment les avions à réaction, montent dans la stratosphère pour éviter les frictions et les changements d’air.

La stratosphère contient également la couche d'ozone connue, responsable de l'absorption de la majeure partie du rayonnement ultraviolet émis par le soleil. Sans la couche d'ozone, la vie sur Terre, telle que nous la connaissons, ne serait pas possible.

A l'instar de la troposphère, la stratosphère possède également une région qui en délimite la fin et marque le début de la mésosphère, appelée stratopause.

Composition de la stratosphère

La plupart des éléments présents à la surface de la Terre et dans la troposphère n'atteignent pas la stratosphère. Au lieu de cela, il leur est commun de:

  • se décomposer dans la troposphère
  • être éliminé par la lumière du soleil
  • être ramené à la surface de la Terre par la pluie ou d'autres précipitations

En raison de l'inversion de la dynamique de la température entre la troposphère et la stratosphère, il n'y a presque pas d'échange d'air entre les deux couches, ce qui fait que la vapeur d'eau n'existe que par quantités infimes dans la stratosphère. Pour cette raison, la formation de nuages ​​dans cette couche est extrêmement difficile.

En ce qui concerne les gaz, la stratosphère est formée principalement par l'ozone présent dans la couche d'ozone. On pense que 90% de l'ozone total dans l'atmosphère se trouve dans cette région. En outre, la stratosphère contient des éléments entraînés par des éruptions volcaniques telles que les oxydes d’azote, l’acide nitrique, les halogènes, etc.

Température dans la stratosphère

La température dans la stratosphère augmente avec l'altitude, allant de -51 ° C au point le plus bas (tropopause) à -3 ° C au point le plus haut (stratopause).

Que peut-on trouver dans la stratosphère?

Voici quelques exemples de ce que l'on peut trouver dans la stratosphère:

  • Couche d'ozone
  • Avions et ballons climatiques
  • Quelques oiseaux

Mésosphère

La mésosphère est la dernière couche atmosphérique dans laquelle les gaz sont encore mélangés dans l'air et non organisés en fonction de leur masse. La science considère que c'est la couche la plus difficile à étudier et il y a donc peu d'informations confirmées à ce sujet.

L'épaisseur de la mésosphère est également de 35 km, à partir de la stratopause, ce qui signifie qu'elle se situe entre la stratosphère et la thermosphère. Le terme mésosphère vient du grec mésos (milieu), étant la troisième parmi les cinq couches de l'atmosphère terrestre

Les montgolfières et les avions ne peuvent pas atteindre la hauteur de la mésosphère. Dans le même temps, les satellites ne peuvent orbiter au-dessus de celui-ci de manière à ne pas pouvoir mesurer correctement les caractéristiques de la couche. Aujourd'hui, la seule façon d'étudier la mésosphère consiste à utiliser des fusées soniques qui collectent peu d'informations par mission.

C'est dans la mésosphère que la combustion des corps célestes entre dans l'atmosphère terrestre, donnant lieu à des phénomènes tels que les pluies de météores.

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La pluie de météores se produit lorsqu'un corps céleste pénètre dans l'atmosphère terrestre. En raison de la très haute température, le corps céleste brûle et se dissout généralement en plusieurs morceaux plus petits.

Composition de la mésosphère

Le pourcentage d'oxygène, d'azote et de dioxyde de carbone dans la mésosphère est essentiellement le même que celui des couches inférieures. La vapeur d'eau est encore plus rare que dans la stratosphère, qui transfère à son tour une partie de l'ozone à la mésosphère.

La mésosphère contient également des matériaux provenant de météores qui se vaporisent en entrant dans l'atmosphère. Ainsi, la mésosphère est également composée d'une proportion relativement élevée de fer et d'autres métaux.

Température dans la mésosphère

La température dans la mésosphère diminue à mesure que l'altitude augmente, allant de -3 ° C au point le plus bas (stratopause) à -143 ° C au point le plus élevé, la mésopause, la région la plus froide de l'atmosphère de la Terre.

Que peut-on trouver dans la stratosphère?

Voici quelques exemples de ce que l'on peut trouver dans la stratosphère:

  • Moyens de combustion
  • Noctilucent nuages ​​(un type spécial de nuages ​​qui brillent la nuit)

Thermosphère

La thermosphère est située au-dessus de la mésosphère et au-dessous de l'exosphère. Son épaisseur est d'environ 513 km, soit beaucoup plus que toutes les couches inférieures combinées.

Bien que la thermosphère soit considérée comme faisant partie de l'atmosphère terrestre, la densité de l'air est si faible que la majeure partie de la couche est considérée à tort comme un espace sidéral. Cette idée est renforcée par le fait que la couche n'a pas assez de molécules pour que les ondes sonores puissent voyager.

Dans la thermosphère, le rayonnement ultraviolet provoque les phénomènes de photoionisation de molécules, c'est-à-dire la création d'ions par le contact entre un photon et un atome. Ce phénomène est responsable de la création de l'ionosphère, située dans la thermosphère. L'ionosphère joue un rôle important dans la propagation des ondes radioélectriques vers des régions éloignées de la Terre.

C'est dans la thermosphère que gravitent les satellites et la Station spatiale internationale (ISS). De plus, c'est dans la thermosphère que se produisent les aurores boréales.

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Les aurores boréales se produisent lors de la collision de particules solaires avec la densité atmosphérique terrestre.

Le mot thermosphère vient du grec grec thermos, reflétant le fait que les températures sont extrêmement élevées dans cette couche.

La frontière entre la thermosphère et l'exosphère s'appelle thermopause.

Composition de la thermosphère

Contrairement aux couches inférieures dans lesquelles se mélangent les gaz, les particules se heurtent rarement dans la thermosphère, ce qui entraîne une division uniforme des éléments. De plus, une grande partie des molécules présentes dans la thermosphère sont brisées par la lumière du soleil.

Les parties supérieures de la thermosphère sont composées d'oxygène atomique, d'azote atomique et d'hélium.

Température de la thermosphère

La température dans la thermosphère peut aller de 500 ° C à 2000 ° C. En effet, tant de lumière solaire est absurde dans cette couche.

Que peut-on trouver dans la thermosphère?

Voici quelques exemples de ce que l'on peut trouver dans la thermosphère:

  • Les satellites
  • Autrefois, la navette spatiale
  • ISS
  • Aurores boréales
  • Ionosphère

Exosphère

L'exosphère est la plus grande couche extérieure de l'atmosphère terrestre. Il s'étend sur 600 km jusqu'à se rétrécir et se confondre avec l'espace interplanétaire. Cela fait son épaisseur est 10000 km. La frontière la plus éloignée de l'exosphère atteint la moitié de la lune.

Le terme exosphère vient du grec exo (extérieur), signalant qu'il s'agit de la dernière couche atmosphérique avant le vide de l'espace.

Composition de l'exosphère

Les particules dans l'exosphère sont extrêmement éloignées les unes des autres et ne sont donc pas classées comme gaz car leur densité est trop faible. Il est possible qu'une particule se déplace sur des centaines de kilomètres jusqu'à ce qu'elle se heurte à une autre. Ils ne sont pas non plus considérés comme du plasma car ils ne sont pas chargés électriquement.

Dans les régions inférieures de l'exosphère, il est possible de trouver de l'hydrogène, de l'hélium, du dioxyde de carbone et de l'oxygène atomique, qui restent liés de manière minimale à la Terre par le champ gravitationnel.

Température dans l'exosphère

En raison du fait que l'exosphère est presque vide (par l'absence d'interaction entre les molécules), la température dans la couche est constante et froide.

Que peut-on trouver dans l'exosphère?

Voici quelques exemples de ce que l'on peut trouver dans l'exosphère:

  • Télescope spatial Hubble
  • Les satellites

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