Description
La limite entre l'atmosphère terrestre et l'atmosphère solaire (le
vent solaire qui, à cette distance, est encore assez dense) ne peut se déterminer que théoriquement : la limite externe de l'atmosphère est définie comme la distance supposée où les molécules de gaz atmosphérique cessent de subir l'attraction terrestre et les interactions de son champ magnétique. Ces conditions se vérifient à une altitude qui varie avec la lattitude-environ 60000 km au-dessus de l'équateur, et 30000 km au-dessus des pôles. Ces valeurs ne sont toutefois qu'indicatives : le champ magnétique terrestre, en effet, est continuellement déformé par le vent solaire. L'épaisseur de l'atmosphère varie donc notablement. En outre, comme l'eau des océans, l'atmosphère subit l'influence de la rotation du système Terre Lune et les interférences gravitationnelles de la Lune et du Soleil. Comme les molécules de gaz, plus légères et moins liées entre elles que les molécules d'eau, ont de grandes possibilités de mouvement, les
marées atmosphériques sont des phénomènes beaucoup plus considérables que les marées océaniques.
Bien que ses gaz soient continuellement brassés, l'atmosphère n'est pas homogène, tant que par sa composition que par ses caractéristiques physiques. Elle sèche au niveau de la mer 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. Les concentrations en CO2 s'élèvent en 2007[Données du NOAA et du Mauna Loa Observatory (MLO) ]
, à 0,0382 %, soit 382 ppm alors qu'en 1998, elle était de 345 ppm[Éléments de Géologie, Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard, 12ème édition, Dunod, , octobre 2000, page 61].
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.
Composition chimique détaillée
Proportion des gaz atmosphériques
Quantité moyenne de vapeur d'eau
Composition de l'atmosphère 'sèche'[Source for figures: NASA . carbon dioxide (updated 2007.01). Methane updated (to 1998) by IPCC TAR table 6.1 [1] . The NASA total was 17 ppmv over 100%, and CO2 was increased here by 15 ppmv. To normalize, N2 should be reduced by about 25 ppmv and O2 by about 7 ppmv.]
ppmv: parties par millions en volume
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| Gaz
| Volume
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| Diazote (N2)
| 780 840 ppmv (78,084 %)
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| Dioxygène (O2)
| 209 460 ppmv (20,946 %)
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| Argon (Ar)
| 9 340 ppmv (0,9340 %)
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| Dioxyde de carbone (CO2)
| 382 ppmv (0,0382 %)
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| Néon (Ne)
| 18,18 ppmv
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| Hélium (He)
| 5,24 ppmv
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| Méthane (CH4)
| 1,745 ppmv
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| Krypton (Kr)
| 1,14 ppmv
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| Dihydrogène (H2)
| 0,55 ppmv
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| A rajouter à l'atmosphère sèche :
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| Vapeur d'eau (H2O)
| de 1 % à 4 % (très variable)
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Composants mineurs de l'atmosphère
Couches atmosphériques
Schéma des couches de l'atmosphère
L'atmosphère est divisée en 5 couches : leurs limites ont été fixées selon les discontinuités dans les variations de la température, en fonction de l'altitude. De bas en haut :
- la troposphère : la température décroît avec l'altitude (de la surface du globe à 8-15 km d'altitude) ; l'épaisseur de cette couche varie entre 13 et 16 km à l'équateurss, mais entre 7 et 8 km aux pôle. Elle contient 80 à 90% de la masse totale de l'air et la quasi-totalité de la vapeur d'eau
[Éléments de Géologie, Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard, 12 édition, Dunod, , octobre 2000, page 62]. C'est la couche où se produisent :
- les phénomènes météorologiques (nuages, pluies...)
- les mouvements atmosphériques horizontaux et verticaux (convection thermique, vents)
- la stratosphère : la température croît avec l'altitude jusqu'à 0 °C (de 8-15 km d'altitude à 50 km d'altitude) ; elle abrite une bonne partie de la couche d'ozone.
- la mésosphère : la température décroît avec l'altitude (de 50 km d'altitude à 80 km d'altitude) jusqu'à -80 °C ;
- la thermosphère : la température croît avec l'altitude (de 80 km d'altitude à 350-800 km d'altitude) ;
- l'exosphère (de 350-800 km d'altitude à 50 000 km d'altitude).
Phénomènes optiques
La composition de l'atmosphère terrestre la rend relativement transparente aux rayonnements électromagnétiques dans le domaine du spectre visible. Elle est cependant relativement opaque aux rayonnements infra-rouge émis par le sol, ce qui est à l'origine de l'effet de serre.
Il s'y produit aussi différents phénomènes optiques causés par des variations continues ou non de l'indice de réfraction du milieu de propagation des ondes électromagnétiques.
Parmi ces phénomènes, les plus notables sont les arcs en ciel et les mirages.
La couleur du ciel diurne, quant à elle, est due à la variation de l'absorption du rayonnement solaire en fonction de la longueur d'onde. Des couleurs inhabituelles s'observent cependant lors des aurores polaires (aurores boréales ou australes), qui résultent de l'interaction entre les particules du vent solaire et la haute atmosphère.
Historique
Les premières mesures de l'atmosphère actuelle se sont d'abord déroulées au sol, en plaine puis au sommet des montagnes. En
1648, le beau-frère de
Blaise Pascal, Florin Périer constate sur le
Puy de Dôme que la pression atmosphérique diminuait avec l'
altitude prouvant ainsi la
pesanteur de l'air
[Éléments de Géologie, Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard, 12ème édition, Dunod, , octobre 2000, page 61]. Au , le progrès scientifique permet de faire des mesures depuis des ballons puis des
ballons sondes permettant de découvrir l'existence de la
stratosphère en
1899. Enfin, les engins spatiaux permettent d'accéder au-delà de l'atmosphère.
Notes et références
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
Jordens atmosfære
Ilmakehä
Jordens atmosfære
Jordens atmosfär
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À propos 
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