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Qu'est-ce que l'atmosphère ?

Dossier - L'air et l'eau, deux fluides essentiels
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L’air et l’eau sont les deux fluides fondamentaux pour la vie. L’Homme en a un usage biologique quotidien, mais il en exploite aussi l’énergie. Cependant, il est bien difficile de prédire le comportement de l’environnement ! Découvrez les secrets de phénomènes météorologiques comme les orages, les tornades ou El Niño dans ce dossier.

  
DossiersL'air et l'eau, deux fluides essentiels
 

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

L'atmosphère au repos possède une structure en couches concentriques. La photographie ci-après permet de distinguer la troposphère en bas, où la température décroît linéairement avec l'altitude, la stratosphère plus haut, où la température remonte en raison de la chaleur dégagée par l'absorption 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

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 lumière. 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-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 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).