L'atmosphère

L'atmosphère désigne l'enveloppe gazeuse entourant un astre (étoile, planète, satellite naturel). 

Presque tous les astres du système solaire ont une atmosphère, mais celle-ci varie selon les gaz qui la composent. L'atmosphère terrestre est essentielle au maintien de la vie sur la Terre; elle la protège des rayons nocifs du Soleil et elle réduit la variation de température grâce à l'effet de serre.

La composition de l'atmosphère

L'atmosphère est composé de plusieurs gaz répartis en différentes proportions.

  • Le constituant le plus abondant est le diazote. Cet élément chimique est essentiel à la vie puisqu'il entre dans la composition des membranes cellulaires. Toutefois, les végétaux et les animaux ne peuvent pas l'assimiler directement sous forme gazeuse; il doit être transformé en forme assimilable lors du cycle de l'azote.
  • Le dioxygène est le deuxième gaz le plus important dans l'atmosphère terrestre. Il est essentiel à la vie puisqu'il est impliqué dans le processus de respiration cellulaire. Sa teneur dans l'atmosphère est maintenue constante grâce à l'apport continu de la photosynthèse.
  • La portion restante de l'atmosphère est composée d'un mélange de plusieurs gaz dont l'argon, le dioxyde de carbone, l'hélium, le méthane et le dihydrogène.


Proportions des gaz atmosphériques
Source

Les couches de l’atmosphère de la planète Terre

La composition des gaz de l’atmosphère terrestre varie en fonction de l’altitude. En effet, par l'effet de la gravité, la concentration d’air est plus élevée dans les parties basses de l’atmosphère, alors que l’air se raréfie à mesure que l’on monte. L’épaisseur exacte de l’atmosphère est difficile à évaluer, puisqu’en haute altitude, la présence de gaz est si rare qu’on ne peut savoir où leur présence se termine. Toutefois, avec les années, beaucoup d’informations ont été recueillies sur les différentes couches de l’atmosphère. Voici un résumé de ces informations :

Source
Altitude
(épaisseur)
Couche Caractéristiques
500 km à ...
(plus de 9500 km)
Exosphère -C’est dans cette couche aux limites de l’atmosphère terrestre que circulent les navettes spatiales.
-Les satellites y sont placés en orbite.
85 à 500 km
(415 km)
Thermosphère -L’air est rare.
-La température peut être très élevée, car les molécules de dioxygène de cette couche absorbent les rayons ultraviolets du Soleil : la température peut être si élevée qu’un phénomène d’ionisation se produit.
-L’ionosphère est une couche de la thermosphère qui réfléchit les ondes radio vers la Terre.
-Les aurores boréales (polaires) s’y produisent.
50 à 85 km
(35 km)
Mésosphère -La température peut chuter jusqu’à -80 °C.
-Le phénomène des étoiles filantes se produit dans cette couche : les météores en provenance de l’espace s’enflamment et se consument en arrivant dans la mésosphère.
12 à 50 km
(38 km)
Stratosphère

-Plus on monte dans la stratosphère, plus la température est élevée.
-Présence de la couche d’ozone; 9 % de l’air s’y trouve.
-Circulation des avions à réaction puisqu’il y a moins de friction de l’air et qu’on note la présence de vents violents

0 à 12 km
(12 km)
Troposphère -Couche la plus près du sol
-Son épaisseur est légèrement supérieure au-dessus de l’équateur.
-Concentration de l’air à son maximum (90% de tout l’air de l’atmosphère s’y trouve)
-Manifestation des phénomènes météorologiques (la pluie, la neige, les nuages, les arcs-en-ciel, etc.)
-La température baisse d’environ de 10 °C par kilomètre d’altitude.
-Circulation des avions au sommet de la troposphère puisque l’air y est moins dense (économie de carburant)

La couche d'ozone

La couche d’ozone se situe dans la stratosphère. Sans cette couche, la vie sur Terre n’aurait pas été aussi facile. En fait, la couche d’ozone absorbe une grande partie des rayons nocifs (dont les rayons UV) en provenance du Soleil. Sans elle, à long terme, la vie sur la surface de la Terre serait impossible. En fait, la vie ne serait possible que dans les océans, à une profondeur où les UV ne se rendent pas puisque ceux-ci ne pénètrent qu'en surface des eaux.
  
L’ozone atmosphérique n’est pas réparti uniformément autour de la Terre. Puisque c’est à l’équateur que les rayons du soleil sont plus directs et plus intenses, cet ozone est surtout produit à cet endroit. Toutefois, les vents forts de la stratosphère transportent cet ozone vers les pôles. On retrouve donc une couche d’ozone plus épaisse aux latitudes moyennes et hautes, alors qu’elle est plus mince sous les tropiques.

L'impact de l'homme sur l'atmosphère

Les activités humaines ont largement contribué à détruire l’ozone stratosphérique. La couche s’est amincie de 4 à 6% aux latitudes moyennes et de près de 12% aux hautes latitudes (particulièrement au-dessus de l’Arctique). En fait, les rejets de composés chimiques contenant du chlore et du brome en sont responsables. En 1890, des composés à base de chlore ont été découverts. On les appelle les chlorofluorocarbures ou CFC. Le tableau suivant présente quelques exemple de produits dans lesquels on trouve des CFC.

Aérosols Peintures, déodorants, insecticides, mousse à raser, crème fouettée
Mousses isolantes Mousses utilisées dans les constructions d’habitations et de commerces
Réfrigérants Air climatisé (dans les commerces, les maisons, les voitures), réfrigérateurs, congélateurs
Agents nettoyants  
Dissolvants pour graisse

L'utilisation des énergies fossiles est aussi une source de modification de la composition de l'atmosphère terrestre puisqu'elle augmente la quantité de gaz à effet de serre. Pour plus d'informations sur le sujet, veuillez consulter la fiche sur les changements climatiques

Pour davantage d'informations sur les phénomènes météorologiques se déroulant dans l'atmosphère, les notions suivantes peuvent être aussi consultées:
Les phénomènes météorologiques
Les prévisions du temps
Les instruments de mesure utilisés en météorologie
Les variations de température
La foudre
Les précipitations et les pluies acides
L'identification des nuages
Les vents
Les ouragans et les tornades

 

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse