L'atmosphère

Étalé comme une larve trop grasse pour chasser une feuille, vous esquissez un sourire nonchalant alors que vous ne voyez qu'un ciel bleu teinté par des lunettes de soleil, puis vous laissez échapper un soupir de bien-être tandis que la chaleur du soleil vous caresse le corps. La fin du printemps vous offre un petit chant lointain dans vos oreilles.
Sans atmosphère, cette scène se transformerait probablement en une sensation semblable à une longue noyade dans de la roche en fusion.


Je voulais éviter de vous baratiner avec le "sans atmosphère on peut pas vivre", ce qui est valable pour à peu près tout élément de la planète, mais je ne pouvais pas m'empêcher de vous faire rêver du printemps à venir alors qu'on est encore en plein hiver :D.

L'atmosphère, c'est cette fine pellicule qui enveloppe la Terre. Épaisse d'environ 800 km, elle varie beaucoup avec l'altitude. Elle se compose de l'air : un mélange de gaz plutôt célèbre, constitué à 78% d'azote, 21% d'oxygène et 1% d'autres gaz (gaz carbonique, argon, néon, hélium, krypton, xénon, hydrogène, méthane, etc.). Les gaz minoritaires ne doivent pas être négligés, car la plupart ont des conséquences énormes même en faible quantité. On y trouve aussi des particules en suspensions, organiques (pollen, graines, bactéries et virus) et inorganiques (sable, sel des embruns, particules de fumée industrielle, d'incendies de forêts, cendres de volcans, poussières de météores). A noter en particulier l'eau, qui passe des phases solide, liquide et gazeuse et joue un rôle très important en météorologie. A cause de l'attraction gravitationnelle, la majorité de ces gaz sont plaqués au sol, et deviennent de plus en plus rare en s'élevant, d'où la difficulté à respirer en haut des montagnes. (voir l'article sur la pression atmosphérique)

 Ses propriétés varient nettement à divers étages, qui ont permis de découper l'atmosphère en plusieurs couches. En se basant sur la température, on distingue au moins 5 couches :

De 0 à 6-18 km (cette limite varie en fonction de la latitude et de phénomènes locaux), il s'agit de la troposphère. Elle contient à elle seule plus de la moitié des gaz de l'atmosphère. La très grande majorité des phénomènes météorologiques ont lieu dans cette couche. La température diminue avec l'altitude de 14°C (en moyenne) jusqu'à environ - 56°C.
Au sommet de cette couche, on appelle sa limite la tropopause. La pression y est alors d'environ 250 hPa. On y trouve notamment les courants jets d'altitude, de puissants vents qui marquent la délimitation entre air chaud tropical et air froid polaire. Ils ont des conséquences importantes sur les phénomènes météorologiques.

De 6-18 km à 50 km, la température augmente de -56°C à 0°C : il s'agit de la stratosphère. On y trouve notamment la couche d'ozone. C'est celui-ci qui absorbe les rayons ultra-violets (UV) nocifs pour toute vie sur Terre, et qui en conséquence libère de la chaleur, d'où l'augmentation de température dans cette couche.
La concentration en ozone diminue très vite avec l'altitude. Ainsi, arrivé à 50 km, la température n'augmente plus : c'est la stratopause.

De 50 à 85 km, l'ozone se raréfie encore puis disparait. La température diminue alors très vite jusqu'à -90°C. C'est ce qui caractérise la mésosphère!

A partir de 85 km, nous entrons dans la thermosphère. L'oxygène atomique absorbe le flux solaire de courte longueur d'onde, mais les molécules d'air se font désormais très rares. Cette couche est exposée au chauffage direct du Soleil.  Vers 500 km, on peut alors observer des températures de 1000°C.

Enfin, on trouve à partir de 500 km l'exosphère, où l'atmosphère s'évade dans l'espace.




On peut aussi découper l'atmosphère selon ses propriétés électriques :

L'ionosphère s'étend entre la mésosphère et la thermosphère jusqu'à 800 km d'altitude. Les rayons électromagnétiques du soleil arrachent des électrons aux molécules, libérant alors des électrons libres et donnant une charge électrique à ces couches de l'atmosphère. C'est grâce à cette couche qu'on peut entre autre communiquer par ondes radio : celles-ci ne peuvent traverser l'ionosphère et "rebondissent" vers la Terre quand elles la rencontre.

La magnétosphère, découverte en 1958, est la région au-dessus de la ionosphère dans laquelle le flux magnétique de la Terre a un contrôle dominant sur les gaz et particules chargées rapides. Le champ géomagnétique y interagit avec le vent solaire. Elle est connue pour s'étendre sur une distance de 10 fois le rayon terrestre.

La ceinture de radiations de Van Allen  est une zone toroïdale de la magnétosphère entourant l'équateur magnétique et contenant une grande densité de particules énergétiques, où se concentrent celles émises par le Soleil. La rencontre de ces particules avec les molécules de la haute atmosphère terrestre est à l'origine des aurores polaires.

Voilà un aperçu général de l'atmosphère. Il y a évidemment énormément de choses à dire sur chaque couche considérée, que je ne connais pas, je vous épargnerai donc une étude détaillée de chacune =D. On va se contenter de s'intéresser à la troposphère, la couche de surface, où se concentrent tous les phénomènes météorologiques.
Néanmoins, il faut garder en tête que l'atmosphère est en constante évolution. Elle est en interaction avec la planète et l'extérieur, et ses couches internes sont elles aussi dynamiques. Même si on s'y intéressera peu, on ne peut pas les négliger pour autant.