On peut définir simplement l'atmosphèreatmosphère comme la couche d'air qui entoure le globe terrestre, pour ne s'intéresser qu'à notre planète. Reste que derrière sa transparencetransparence, elle cache bien des mystères.

L'atmosphère au repos possède une structure en couches concentriques. La photographiephotographie ci-après permet de distinguer la troposphèretroposphère en bas, où la température décroît linéairement avec l'altitude, la stratosphère plus haut, où la température remonte en raison de la chaleurchaleur dégagée par l'absorptionabsorption du rayonnement ultraviolet, et tout en haut la transition vers l'espace qui demeure d'un noir absolu.

Photographie de l’atmosphère au lever du Soleil réalisée par un équipage de la Nasa, depuis la Station spatiale internationale en juin 2011. Compte tenu de l’échelle, les couches bleutées représentent la stratosphère, où une strie de couleur bleue plus intense correspond à la couche d’ozone. Les couches rougeâtres au-dessus du sol encore non éclairé représentent la troposphère. © Nasa
Photographie de l’atmosphère au lever du Soleil réalisée par un équipage de la Nasa, depuis la Station spatiale internationale en juin 2011. Compte tenu de l’échelle, les couches bleutées représentent la stratosphère, où une strie de couleur bleue plus intense correspond à la couche d’ozone. Les couches rougeâtres au-dessus du sol encore non éclairé représentent la troposphère. © Nasa

La connaissance que nous avons de tous les phénomènes présents dans cette atmosphère, et même au-delà, provient des ondes qui la traversent : le son et la lumièrelumière. Leurs propriétés respectives permettent aux images de nous parvenir avant les bruits, au ciel de bleuir en milieu de journée et de rougir le soir.

Principales contributions au bilan thermique de la Terre. L’effet de serre représente la partie du rayonnement émis par le sol interceptée par l’atmosphère et renvoyée ver le sol (150 W.m<sup>-2</sup>). © Grenoble Sciences
Principales contributions au bilan thermique de la Terre. L’effet de serre représente la partie du rayonnement émis par le sol interceptée par l’atmosphère et renvoyée ver le sol (150 W.m-2). © Grenoble Sciences

Au-delà de la lumière visible, le Soleil nous envoie toute la fraction de son rayonnement dirigé vers la Terre, dont une partie, l'albédo, est réfléchie vers l'espace avant d'atteindre le sol. Seul le complément, de l'ordre de 240 W.m-2, parvient au sol et la température moyenne de la planète, voisine de 15 °C, est telle que son propre rayonnement vers l'espace équilibre ce rayonnement reçu. Compte tenu de l'effet de serreeffet de serre, la Terre doit rayonner à 390 W.m-2 au niveau du sol pour que 240W.m-2 parviennent effectivement dans l'espace (voir figure plus haut).