Atmosphère
Terme de Météorologie.
(a) L'atmosphère est la couche d'air qui entoure le globe terrestre. Pour la météorologie, la frontière météorologique se situe à 80 kilomètres d'altitude. Mais, à 8 000 mètres d'altitude, l'air est déjà trop rare pour assurer la vie durable de l'être humain. Parmi les quatre éléments de l'Antiquité (Terre, Air, Eau et Feu, selon Aristote), l'Air atmosphérique entoure la Terre et l'Eau qui la couvre. Si les Anciens voient dans la Lune la cause des phénomènes météorologiques, le Moyen-âge y lit la volonté de Dieu ou de Diable (niole des sorciers). Les remèdes passaient donc par des processions et des sonneries de cloches.
(b) L'air chaud (Equateur et Tropiques) ne se mélange pas avec l'air froid (des pôles). C'est pourquoi l'atmosphère est constituée de masses d'air distinctes en perpétuel déplacement, plus ou moins rapide. Les zones tempérées sont le lieu où s'affrontent ces grandes masses d'air (air polaire et air tropical) d'origines si éloignées.
(c) Pour la formation des nuages, on distingue trois étages :
- Etage inférieur de l'atmosphère ;
- Etage moyen de l'atmosphère ;
- Etage supérieur de l'atmosphère.
(d) L'atmosphère est soumise à d'importantes variations de sa température.
(e) Ces variations proviennent d'apports et de pertes de chaleur :
- à la base, s'effectuent des échanges sol-atmosphère et des échanges mer-atmosphère ;
- dans les niveaux supérieurs, il faut considérer le rayonnement vers l'espace.
(f) Ces variations proviennent aussi des mouvements verticaux de l'air, d'où résultent des phénomènes de détente ou de compression. Elles ont un effet sur la condensation de la vapeur d'eau, toujours contenue dans l'air.
(g) Dans les calculs numériques utilisés, depuis l'apparition des ordinateurs, pour les prévisions météorologiques, on utilise un modèle simplifié de l'atmosphère. Cette atmosphère fictive s'oppose à l'atmosphère réelle, de très grande complexité.
- Dans le modèle barotrope, la valeur de la pression atmosphérique et celle de la température de l'air sont reliées, dans l'espace, par une relation unique. L'atmosphère est réduite à une surface située vers 5500 mètres d'altitude.
- Des modèles baroclines réintroduisent l'altitude et les courants verticaux, responsables de la formation des précipitations.
- A partir des prévisions globales et moyennes (sur 10 jour, pour l'ensemble du globe), un prévisionniste peut introduire des données locales (relief) pour affiner les prévisions sur sa région (aéroport, zone de vol à voile, agriculture).
(h) Le moteur des mouvements de l'air dans l'atmosphère est le rayonnement de notre étoile propre, le Soleil.
- <<Lorsque le rayonnement solaire arrive sur notre planète, 30% est directement réfléchi vers l'espace, par les nuages (20%), les diverses couches de l'atmosphère (6%), et la surface de la terre (4%), qui comporte notamment une part non négligeable de glace - les calottes polaires - qui sont particulièrement réfléchissantes. Le reste est absorbé par les divers composants de notre planète (sol, océans, atmosphère), puis finalement réémis vers l'espace sous forme de rayonnement infrarouge. En effet, tout comme notre peau chauffe si on la met au soleil, la surface de la Terre et l'atmophère chauffent lorsqu'elles sont exposées à la lumière (en captant son énergie), et en retour émettent des infrarouges. Les gaz à effet de serre, qui avaient laissé passer la lumière sans encombre, ont par contre la propriété d'absorber une partie de ces infrarouges. Ce faisant, ils en récupèrent l'énergie et chauffent. Tout comme la surface de la terre, ils vont dissiper cette énergie en émettant eux aussi des infrarouges, dont une partie retourne vers le sol, le chauffant donc une deuxième fois après que le soleil l'ait fait une première. Cette interception de chaleur conduit donc ces gaz à effet de serre, puis l'atmosphère basse (on parle de troposphère), puis la surface de la Terre, à être plus chauds que si le rayonnement infrarouge passait à travers l'atmosphère sans être intercepté. Bien sûr, le système finit toujours par s'équilibrer, mais il s'équilibre avec une température de surface supérieure à celle qu'il aurait si ces gaz n'étaient pas là. (Jean-Marc Jancovici, "Qu'est-ce que l'effet de serre ?", septembre 2003)>>.
(i) Voir Anticyclone. Anticyclone dynamique. Anticyclone thermique. Blaise Pascal. Chaleur latente de condensation. Cyclone. Evaporation. Perturbation. Pression atmosphérique. Stratosphère. Tropopause. Troposphère.
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Mis en ligne le Samedi 5 Juillet 2008
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