Science et technologie s1347

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 composée 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.

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    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.
    85 à 500 km
    (415 km)
    Thermosphère
    • L’air est rare.
    • La température augmente avec l'altitude, passant de -85 ºC à plusieurs centaines de degrés Celsius.
    • Les satellites y sont placés en orbite.
    • Les aurores boréales (polaires) s’y produisent.
    50 à 85 km
    (35 km)
    Mésosphère
    • La température diminue avec l'altitude. Elle peut chuter jusqu’à -85 °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.
    • La couche d’ozone est présente dans la stratosphère.
    • Environ 9 % de l’air s’y trouve.
    • Les avions à réaction y circulent, puisqu’il y a moins de friction de l’air.
    0 à 12 km
    (12 km)
    Troposphère
    • C'est la couche la plus près du sol. Son épaisseur est légèrement supérieure au-dessus de l’équateur.
    • Près de 90% de tout l’air de l’atmosphère s'y trouve.
    • Les phénomènes météorologiques s'y produisent (la pluie, la neige, les nuages, les arcs-en-ciel, etc.)
    • La température baisse d’environ de 10 °C par kilomètre d’altitude.
    • Les avions circulent au sommet de la troposphère puisque l’air y est moins dense (économie de carburant): c'est le courant-jet.

    Les relations entre l'atmosphère et les activités humaines

    L'être humain utilise pleinement l'atmosphère à son avantage, plus particulièrement la troposphère. Il l'utilise pour pratiquer certains loisirs, tels que le parapente ou le saut en parachute.

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    ​source ​source

    Les humains utilisent également l'atmosphère pour le transport aérien.

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    source

    Finalement, la production d'électricité par les éoliennes est possible grâce à la présence de l'atmosphère à la surface de la Terre.

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    source

    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 exemples de produits dans lesquels on trouve des CFC.

    AérosolsPeintures, déodorants, insecticides, mousse à raser, crème fouettée
    Mousses isolantesMousses utilisées dans les constructions d’habitations et de commerces
    RéfrigérantsAir climatisé (dans les commerces, les maisons, les voitures), réfrigérateurs, congélateurs
    Agents nettoyants  
    Dissolvants pour graisse

    Toutefois, depuis la signature du protocole de Montréal en 1987, les CFC ne peuvent plus être utilisés sauf pour des utilisations qualifiées de critiques ou essentielles, ou pour des quantités très minimes et indispensables comme en médecine.

    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 vidéos
    Les exercices
    Les références