Météo 101 (1e partie) : L’atmosphère

Introduction à l’atmosphère

L’atmosphère est un nuage de gaz et de matières en suspension s’étendant de la surface de la Terre à des milliers de kilomètres, devenant de plus en plus mince avec la distance, mais toujours maintenue par la force de gravitation de la Terre.

L’atmosphère entoure la Terre et retient l’air que nous respirons; il nous protège de l’espace extra-atmosphérique; et retient l’humidité (nuages), les gaz et les particules minuscules. En bref, l’atmosphère est la bulle protectrice dans laquelle nous vivons.

Composition chimique de l’atmosphère

Cette bulle protectrice est composée de plusieurs gaz (énumérés dans le tableau à droite), les quatre premiers constituent 99,998% de tous les gaz. De la composition sèche de l’atmosphère, l’azote est de loin le plus répandu. L’azote dilue l’oxygène et empêche la combustion rapide à la surface de la Terre. Les êtres vivants en ont besoin pour fabriquer des protéines.

L’oxygène est utilisé par tous les êtres vivants et est essentiel à la respiration. Il est également nécessaire pour la combustion.

L’argon est utilisé dans les ampoules électriques, dans les fenêtres à double vitrage et est utilisé pour préserver la déclaration d’indépendance et la constitution d’origine.

Les plantes utilisent du dioxyde de carbone pour produire de l’oxygène. Le dioxyde de carbone agit également comme une couverture, empêchant la chaleur de s’échapper dans l’espace.

Ces pourcentages de gaz atmosphériques sont pour une atmosphère complètement sèche. L’atmosphère est rarement, voire jamais sèche. La vapeur d’eau (eau à l’état «gazeux») est presque toujours présente jusqu’à environ 4% du volume total.

Dans les régions désertiques de la Terre (30 ° N / S), lorsque les vents secs soufflent, la contribution de la vapeur d’eau à la composition de l’atmosphère sera presque nulle.

La contribution de la vapeur d’eau monte à près de 3% les jours extrêmement chauds et humides. La limite supérieure, proche de 4%, se trouve dans les climats tropicaux. Le tableau montre l’évolution de la composition atmosphérique avec l’inclusion de différentes quantités de vapeur d’eau.

Les couches de l’atmosphère

L’enveloppe de gaz entourant la Terre change à partir de la terre. Cinq couches distinctes ont été identifiés à l’aide de …

Caractéristiques thermiques (changements de température), composition chimique, mouvement, et densité.

Chacune des couches est délimitée par des « pauses » où se produisent les modifications les plus importantes des caractéristiques thermiques, de la composition chimique, du mouvement et de la densité.

Les cinq couches de base de l’atmosphère

Exosphère

C’est la couche la plus externe de l’atmosphère. Il s’étend du haut de la thermosphère à 10 000 km au-dessus de la Terre. Dans cette couche, les atomes et les molécules s’échappent dans l’espace et les satellites gravitent autour de la Terre. Au fond de l’exosphère se trouve la thermopause située à environ 600 km au-dessus de la Terre.

Thermosphère

La thermosphère est située entre 85 km et 53 km. Cette couche s’appelle la haute atmosphère. Bien que très minces, les gaz de la thermosphère deviennent de plus en plus denses au fur et à mesure que l’on descend vers la Terre.

En tant que tel, les rayons ultraviolets et X-ray a haute énergie provenant du soleil commencent à être absorbés par les molécules de cette couche et entraînent une augmentation importante de la température.

En raison de cette absorption, la température augmente avec l’altitude. À partir de -120 °C (-184 °F) au bas de cette couche, les températures peuvent atteindre jusqu’à 2 000 °C (3 600 °F) près du sommet.

Cependant, malgré la température élevée, cette couche de l’atmosphère resterait très froide sur notre peau en raison de la très grande atmosphère. La température élevée indique la quantité d’énergie absorbée par les molécules, mais avec si peu dans cette couche, le nombre total de molécules n’est pas suffisant pour chauffer notre peau.

Mésosphère

Cette couche s’étend d’environ 50 km au-dessus de la surface de la Terre à 85 km. Les gaz, y compris les molécules d’oxygène, continuent à se densifier au fur et à mesure que l’on descend. En tant que telles, les températures augmentent lorsque l’on descend, jusqu’à environ -15 °C (5 °F) près du bas de cette couche.

Les gaz dans la mésosphère sont maintenant suffisamment épais pour ralentir les météores qui se précipitent dans l’atmosphère, où ils se consument, laissant des traînées de feu dans le ciel nocturne. La stratosphère (couche suivante) et la mésosphère sont considérées comme l’atmosphère moyenne. La limite de transition qui sépare la mésosphère de la stratosphère s’appelle la stratopause.

Stratosphère

La stratosphère s’étend sur environ 50 km jusqu’à la surface de la Terre. Cette couche contient 19% des gaz de l’atmosphère, mais très peu de vapeur d’eau.

Dans cette région, la température augmente avec l’altitude. La formation d’ozone produit de la chaleur qui est responsable de l’augmentation de la température de -51 °C (-60 °F) en moyenne à la tropopause à environ -15 °C (5 °F) au maximum. Sommet de la stratosphère.

Cette augmentation de la température avec l’altitude signifie que l’air plus chaud est situé au-dessus de l’air plus froid. Cela empêche la « convection » car il n’y a pas de mouvement vertical ascendant des gaz. En tant que tel, l’emplacement du bas de cette couche est facilement visible par les sommets en forme d’enclume des cumulonimbus.

Troposphère

Connu comme la basse atmosphère, presque tous les PHÉNOMÈNES METEOROLOGIQUES se produisent dans cette région. La troposphère commence à la surface de la Terre et s’étend de 6 à 20 km (4 à 12 milles).

La hauteur de la troposphère varie de l’équateur aux pôles. À l’équateur, elle mesure environ 18-20 km (11-12 miles) de hauteur, 50 ° N et 50 ° S, 5½ miles et aux pôles un peu moins de quatre miles de haut.

À mesure que la densité des gaz dans cette couche diminue avec l’altitude, l’air devient plus mince. Par conséquent, la température dans la troposphère diminue également avec l’altitude en réponse. Quand on monte plus haut, la température chute d’une moyenne d’environ 17 °C (62 °F) à -51 °C (-60 °F) à la tropopause.

 

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