LA DYNAMIQUE DES MASSES ATMOSPHERIQUES

 

2 - L'ATMOSPHERE, ENVELOPPE GAZEUSE DE LA TERRE

2.3 - La structure verticale de l'atmosphère

La structure verticale de l' enveloppe gazeuse de la Terre résulte de l'existence de la force de gravité exercée par le globe qui conduit à un équilibre hydrostatique, au sein duquel, la pression (masse de l'air par unité de surface) diminue avec l'altitude (divisée par cent à 30 km d'altitude et par un million à 100 km).

L'atmosphère terrestre se caractérise également par une distribution verticale de la température qui résulte de l'existence de différentes sources de chaleur entre le sol et les hautes altitudes. A l'émission de chaleur par la surface terrestre chauffée par le rayonnement solaire, s'ajoute, à 50 km d'altitude, une nouvelle source de chaleur liée aux mécanismes de dissociation de l'oxygène moléculaire sous l'influence des radiations solaires de courtes longueur d'onde, qui aboutit à la constitution de la couche d'ozone.  

Evolution de la pression atmosphérique moyenne 
avec l'altitude ente 0 et 20 000 m

Evolution de la température moyenne 
avec l'altitude entre 0 et 20 000 m

 

Observations par la navette spatiale américaine 
de l'atmosphère terrestre au lever du soleil
Source : NASA 

Structure verticale de l'atmosphère et principaux moyens d'investigation


La couche inférieure de l'atmosphère ou troposphère est une couche d'air instable, turbulente. La température de l'air y décroit de 6,5°C par kilomètre jusqu'à la tropopause, sa limite supérieure qui se situe vers 17 km à l'équateur et vers 8 km au dessus des pôles. La vie sur la terre dépend étroitement de cette mince pellicule gazeuse qui contient les trois quarts de l'air atmosphérique et où se trouve concentré l'essentiel de l'oxygène moléculaire.

Au dessus, s'étend la stratosphère dont la température s'élève rapidement avec l'altitude, conséquence de l'absorption du rayonnement solaire de courte longueur d'onde par la couche d'ozone. La stratosphère est brassée aux moyennes latitudes par de puissants courants atmosphériques qui circulent d'ouest en est : les courants jets (jet-streams) à des vitesses pouvant atteindre les 500 km/h.

Entre 50 et 80 km d'altitude, se situe la mésophère où la température diminue jusqu'à la mésopause, pour croître à nouveau très rapidement au delà, dans la thermosphère (ou ionosphère) où celle-ci peut atteindre, vers 250 km, des valeurs comprises entre 1000°C et 2000°C, suivant l'activité solaire.