Partielo | L’atmosphère terrestre : comprendre ses caractéristiques

Définition

Atmosphère

L'atmosphère est la couche de gaz qui enveloppe le globe terrestre, assurant diverses fonctions vitales comme la protection contre les rayonnements solaires nocifs et la rétention de la chaleur.

Troposphère

La troposphère est la couche la plus basse de l'atmosphère terrestre, où se produisent presque tous les phénomènes météorologiques.

Stratosphère

La stratosphère est la deuxième couche de l'atmosphère terrestre, située au-dessus de la troposphère, contenant la couche d'ozone qui filtre les rayons ultraviolets du soleil.

Mésosphère

La mésosphère est la troisième couche de l'atmosphère terrestre, caractérisée par une diminution de la température avec l'altitude.

Thermosphère

La thermosphère est la quatrième couche de l'atmosphère terrestre, où la température augmente significativement avec l'altitude.

Exosphère

L'exosphère est la couche la plus externe de l'atmosphère terrestre, où les molécules de gaz peuvent s'échapper dans l'espace.

1. Qu’est-ce que l’atmosphère ?

L’atmosphère est une couche de gaz qui entoure la Terre. Elle est retenue par la gravité. Plus on monte en altitude, plus l’air devient léger (moins dense) et moins il y a de pression.

Environ 99 % de la masse de l’atmosphère se trouve sous les 30 km d’altitude. C’est pourquoi les études météo se concentrent sur cette zone.

2. La pression atmosphérique

La pression atmosphérique, c’est le poids de l’air au-dessus de nous. Même si l’air est léger, il exerce une pression importante.

Par exemple, au niveau de la mer, la pression moyenne est de 1013 hPa (ou 760 mmHg, l’unité des anciens baromètres au mercure).

Elle diminue avec l’altitude, car il y a de moins en moins d’air au-dessus. Cette variation de pression permet d’utiliser un baromètre comme altimètre.

3. La température et l’altitude

En général, plus on monte, plus il fait froid. Cela s’explique par la détente de l’air qui monte sans échanger de chaleur : on parle de refroidissement adiabatique.

Mais ce n’est pas toujours vrai : certaines couches de l’atmosphère voient la température remonter ! L’atmosphère est donc divisée en quatre grandes couches :

Troposphère (jusqu’à 15 km) : température diminue ; c’est là que se produisent les phénomènes météo.
Stratosphère (jusqu’à 50 km) : température remonte à cause de l’ozone qui absorbe les rayons UV.
Mésosphère (jusqu’à 85 km) : température redescend fortement.
Thermosphère (au-delà de 85 km) : température augmente à nouveau (jusqu’à plus de 1000°C), mais l’air est si peu dense qu’on ne le ressent pas.

4. Qu’est-ce que la température ?

La température mesure l’agitation des molécules. Plus elles bougent vite, plus il fait chaud.

Elle se mesure en degrés Celsius (°C) ou en Kelvin (K). L’échelle Kelvin commence à zéro absolu (-273,15°C), quand tout mouvement moléculaire cesse.

5. Composition de l’air

L’air est un mélange de plusieurs gaz :

78 % d’azote (N₂)
21 % d’oxygène (O₂)
Un peu d’argon, de dioxyde de carbone (CO₂), de vapeur d’eau, etc.

La proportion d’oxygène reste la même en altitude, mais comme la pression baisse, il y en a moins disponible pour respirer. C’est pourquoi les alpinistes utilisent des bouteilles d’oxygène.

6. L’air et la loi des gaz parfaits

L’air peut être considéré comme un gaz parfait. Sa pression (P), sa température (T), et sa densité (ρ) sont liées par une équation :

P=ρ×R×TP = \rho \times R \times T

P=ρ×R×T

Cette relation aide à comprendre les changements de température ou de pression quand l’air monte ou descend.

A retenir :

L’atmosphère est la couche de gaz qui entoure la Terre. Elle est maintenue par la gravité.
La pression atmosphérique diminue avec l’altitude car il y a moins d’air au-dessus de nous.
La température baisse généralement quand on monte, mais ce n’est pas toujours vrai : elle varie selon les couches de l’atmosphère.
L’atmosphère est divisée en 4 grandes couches :
Troposphère : météo et nuages, température diminue.
Stratosphère : présence d’ozone, température augmente.
Mésosphère : température redescend fortement.
Thermosphère : température très élevée, mais l’air est trop peu dense pour le ressentir.
L’air est un gaz parfait : ses propriétés (pression, température, densité) sont liées.
L’air contient surtout de l’azote (78 %) et de l’oxygène (21 %). La quantité d’oxygène disponible diminue en altitude, même si la proportion reste la même.
L’humidité (vapeur d’eau) varie beaucoup : elle joue un rôle central dans les phénomènes météorologiques.