L'air que nous respirons
Les phénomènes météorologiques s’enchaînent et s’imbriquent en cascade, mais ils sont eux-mêmes très simples. Cependant, les innombrables interactions qui s’ensuivent font qu’il est très difficile de prévoir l’évolution du temps. Il n’est pas question de faire de bonnes prévisions sans posséder un minimum de connaissances sur cette atmosphère dans laquelle se déroulent tous les phénomènes météorologiques.
L’atmosphère
L’atmosphère est à la fois un filtre (qui ne laisse passer que certains rayonnements émis par le soleil) et un régulateur thermique (qui tend à égaliser les températures à la surface de la planète).
La composition de l’atmosphère
Sa composition est constante sur l’ensemble du globe: 78% d’azote, 21 % d’oxygène et 1 % d’argon.
Les autres gaz (néon, hélium, krypton et xénon) sont présents en de si petites quantités que l’on exprime leur concentration en parties par million plutôt qu’en pourcentage.
Il y a également de la vapeur d’eau en quantité variable (jusqu’à 4 % en volume) ainsi que du dioxyde de carbone (0,035 %). L’atmosphère n’est pas seulement constituée que de gaz. Elle renferme aussi, en suspension, un grand nombre de particules microscopiques d’origines variées : cristaux de sel des océans, poussières volcaniques, poussières de fumées industrielles, grains de sable extrêmement fins, grains de pollen, spores, etc.
Tous ces corps minuscules, qui flottent dans l’air au gré des vents, ont une grande importance car ils vont constituer des noyaux de condensation permettant la fabrication de gouttes de pluie ou de cristaux de neige.
La structure de l’atmosphère
La structure thermique de l’atmosphère se subdivise en cinq couches : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère, et l’exosphère. Dans la troposphère, la température décroît à raison de 5 à 10 degrés par kilomètre, selon le degré d’humidité.
Dans la stratosphère la température, de -50°C, remonte jusqu’à 0°C.
C’est au milieu de cette zone que se situe la couche d’ozone et que, vers 30 km, le ciel devient totalement noir. La mésosphère s’étend entre 50 et 85 km d’altitude et subit une nouvelle baisse de la température, qui atteint – 90 °C au sommet de la couche. Vers 70 km, les sons cessent d’être transmis.
La thermosphère est la zone où circulent la plupart des satellites artificiels ; l’enveloppe ultime étant l’exosphère dont la limite supérieure est imprécise. Contrairement à cet autre milieu fluide qu’est l’océan, l’atmosphère n’a pas de limites bien définies.
Elle devient de plus en plus ténue à mesure qu’on s’élève en altitude et finit par se fondre graduellement dans le milieu interplanétaire; la démarcation est donc extrêmement floue, et d’ailleurs fluctuante, car l’activité solaire agit sur la densité de la haute atmosphère.
Les phénomènes météorologiques se localisent dans cette mince couche de la troposphère, qui s’étire entre le sol et 8-17 km d’altitude, selon la latitude (elle est en effet deux fois moins élevée au-dessus des pôles qu’au-dessus de l’équateur).
Elle n’est pourtant, par rapport à l’ensemble de la planète, qu’une fine pellicule de gaz. Son épaisseur représente en effet seulement 1/1 000 du diamètre de la Terre ! De plus, sa densité diminue rapidement avec l’altitude: au sommet du mont Blanc on a déjà au-dessous de soi pratiquement la moitié de la masse atmosphérique… Et à l’altitude d’un ballon-sonde cette proportion passe à 99 %.
Autrement dit, 1 % de l’air atmosphérique se trouve étalé entre 30 et 3 000 km. Si, au niveau du sol, chaque centimètre cube d’air renferme 20 milliards de milliards de particules, on n’en compte plus qu’un million à la base de l’exosphère et seulement 10000 vers 2 500 km.
La pression atmosphérique au niveau de la mer est elle-même loin d’être constante et varie en fonction du mouvement des différentes masses d’air. Celles-ci étant associées aux divers types de temps, on comprend qu’il sera possible de suivre le déplacement des masses d’air à partir des variations de la pression atmosphérique au sol, d’où l’importance du baromètre pour les prévisions météorologiques.
Vidéo : L’air que nous respirons
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