Évolution de la température en fonction de l’altitude
On l’a tous remarqué : plus nous montons en altitude plus il fait froid, mais Pourquoi ? Qu’est ce qui fait varier la température de l’air ? Tout est question de pression atmosphérique ; l’influence de la variation de la pression atmosphérique sur la température, ce que les scientifiques appellent le gradient thermique adiabatique. C’est le célèbre : « on perd environ 1°C tous les 100m ».
Mais ce phénomène est-il observable dans toute l’atmosphère ? Voyons cela de plus près….
L’atmosphère se divise en plusieurs couches superposées
1. La troposphère
Couche en contact avec le sol, elle est épaisse de ± 15 km à l’équateur et de ± 9 km seulement aux pôles. Elle est agitée de mouvements incessants, horizontaux et verticaux. C’est là que se déroulent les phénomènes liés au temps et au climat : vents, précipitations, nuages,…
L’air de la troposphère a une composition constante par suite de son brassage continu. Elle est caractérisée par une décroissance de la température avec l’altitude. Dans la troposphère, la température varie de +20°C au sol à -50°C à sa limite supérieure.
Cette diminution est de l’ordre de 0,65°C/100m et caractérise des mouvements verticaux de l’air.
À la limite de la troposphère : la tropopause.
Elle se situe à ± 10 km d’altitude. C’est une limite floue qui peut varier très fort en fonction de la situation atmosphérique générale, des saisons, des types de masses et des latitudes.
À ce niveau, la température ne diminue plus avec l’altitude. Il fait -45°C aux pôles et -80°C à l’équateur.
2. La stratosphère
Cette couche située entre 15 et 60 km est animée principalement de mouvements horizontaux très rapides qui interdisent aux courants verticaux de la troposphère de pénétrer plus haut (les courants « jets »).
La stratosphère est la couche qui contient l’ozone. L’ozone absorbe les rayons ultra-violets du soleil.
On observe dans cette couche une augmentation de température en fonction de l’altitude.
Ainsi, à 50km, la température est ± égale à la température du sol. Ces variations de températures sont à l’origine des vents troposphériques.
À la limite de la stratosphère : la stratopause.
C’est une limite instable où la température atteint son maximum. Elle est la frontière entre la stratosphère et la haute atmosphère.
3. La haute atmosphère se divise en plusieurs couches.
Les deux plus basses sont :
A. La mésosphère
Elle contient toujours la même proportion des principaux éléments. Elle est caractérisée par une forte décroissance de la température, jusqu’à -80°C.
Á la limite de la mésosphère : la mésopause
Elle se situe vers 80-85km d’altitude et la température recommence à augmenter doucement.
B.La thermosphère ou ionosphère
C’est le niveau où on commence à voir des atomes libres (différence avec les autres couches), c’est-à-dire des fragments de molécules, et même des fragments d’atomes (ions). La pression diminue et l’air se fait rare.
Ces particules absorbent beaucoup de radiations très courtes du soleil (ex : les UV). Elles s’échauffent donc fortement et les différences de températures qui en résultent créent de puissants courants dont les directions sont très variables.
Courants qui ne sont pas très connus mais qui déterminent probablement les caprices du temps qu’il est impossible d’expliquer par des phénomènes purement troposphériques. Par exemple, hivers anormalement longs et froids.
C’est un peu avant cette couche que finit l’homosphère et commence l’hétérosphère où s’effectue une dissociation des molécules en atomes, accompagnée d’un brassage continuel.
Sauras-tu nous répondre ?
1) Quelle est la couche qui nous affecte et donc que l’on étudie le plus ? Pourquoi ?
2) Quelle est la composition de l’air de la troposphère ?
3) Quelles sont les différentes couches de l’atmosphère ? Quelles sont leurs caractéristiques ? Complète le tableau ci-dessous :
4) Reporte sur le graphique suivant les différents éléments qui apparaissent en gras dans le texte :
5) Réalise sur ta feuille un graphique avec inscris les différentes couches de l’atmosphère avec la bonne altitude et température.
6) Nous t’envoyons les résultats obtenus par notre CANSAinTJean. Réalise sur Excel ou sur papier milimetré, le graphique de l’évolution de la T(°C) en fonction de l’altitude. Qu’observes-tu ? Selon toi, ces résultats sont-ils cohérents ?
