Résumé de l'ambiance. Atmosphère et monde des phénomènes atmosphériques

À la surface de la Terre, la météorologie traite des variations à long terme, et la climatologie traite des variations à long terme.

L'épaisseur de l'atmosphère est de 1 500 km de la surface de la Terre. La masse totale d'air, c'est-à-dire le mélange de gaz qui composent l'atmosphère, est de 5,1 à 5,3 * 10 ^ 15 tonnes. La masse moléculaire de l'air propre et sec est de 29. La pression à 0 ° C au niveau de la mer est de 101 325. Pa, soit 760 mm. art. Art.; température critique - 140,7 °C ; pression critique 3,7 MPa. La solubilité de l'air dans l'eau à 0 °C est de 0,036 %, à 25 °C de 0,22 %.

L'état physique de l'atmosphère est déterminé. Paramètres de base de l'atmosphère : densité de l'air, pression, température et composition. À mesure que l’altitude augmente, la densité de l’air diminue. La température change également avec les changements d'altitude. La verticale se caractérise par des propriétés de température et électriques différentes, des conditions d'air différentes. En fonction de la température de l'atmosphère, on distingue les couches principales suivantes : troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère (sphère de diffusion). Les régions de transition de l'atmosphère entre les coquilles voisines sont appelées respectivement tropopause, stratopause, etc.

Troposphère- la hauteur inférieure, principale et la plus étudiée dans les régions polaires est de 8 à 10 km, jusqu'à 10 à 12 km, à l'équateur - de 16 à 18 km. La troposphère contient environ 80 à 90 % de la masse totale de l'atmosphère et presque toute la vapeur d'eau. En s'élevant tous les 100 m, la température dans la troposphère diminue en moyenne de 0,65 °C et atteint -53 °C dans la partie supérieure. Cette couche supérieure de la troposphère s’appelle la tropopause. La turbulence et la convection sont très développées dans la troposphère, la partie prédominante est concentrée, des nuages ​​apparaissent et se développent.

Stratosphère- une couche de l'atmosphère située à une altitude de 11-50 km. Caractérisé par un léger changement de température dans la couche 11-25 km (couche inférieure de la stratosphère) et une augmentation dans la couche 25-40 km de -56,5 à 0,8°C (couche supérieure de la stratosphère ou région d'inversion). Ayant atteint une valeur de 273 K (0 °C) à une altitude d'environ 40 km, la température reste constante jusqu'à une altitude de 55 km. Cette région à température constante est appelée stratopause et constitue la frontière entre la stratosphère et la mésosphère.

C'est dans la stratosphère que se situe la couche ozonosphère(« couche d'ozone », à une altitude de 15-20 à 55-60 km), qui détermine la limite supérieure de la vie. Un composant important de la stratosphère et de la mésosphère est l'ozone, qui se forme le plus intensément à la suite de réactions photochimiques à une altitude de 30 km. La masse totale d'ozone serait une couche de 1,7 à 4 mm d'épaisseur à pression normale, mais cela est suffisant pour absorber le rayonnement ultraviolet destructeur de vies. La destruction de l'ozone se produit lorsqu'elle interagit avec les radicaux libres, l'oxyde d'azote et les composés contenant des halogènes (y compris les « fréons »). L'ozone - une allotropie d'oxygène, se forme à la suite de la réaction chimique suivante, généralement après la pluie, lorsque le composé résultant s'élève vers les couches supérieures de la troposphère ; L'ozone a une odeur spécifique.

Dans la stratosphère, la majeure partie de la partie courte du rayonnement ultraviolet (180-200 nm) est retenue et l'énergie des ondes courtes est transformée. Sous l'influence de ces rayons, les champs magnétiques changent, les molécules se désintègrent, une ionisation se produit, une nouvelle formation de gaz et autres composés chimiques. Ces processus peuvent être observés sous la forme d’aurores boréales, d’éclairs et d’autres lueurs. Il n’y a quasiment pas de vapeur d’eau dans la stratosphère.

Mésosphère commence à une altitude de 50 km et s'étend jusqu'à 80-90 km. à une altitude de 75-85 km, elle descend jusqu'à -88 °C. La limite supérieure de la mésosphère est la mésopause.

Thermosphère(un autre nom est l'ionosphère) - la couche de l'atmosphère située à côté de la mésosphère - commence à une altitude de 80 à 90 km et s'étend jusqu'à 800 km. La température de l'air dans la thermosphère augmente rapidement et régulièrement et atteint plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de degrés.

Exosphère- zone de dispersion, partie externe de la thermosphère, située au-dessus de 800 km. Le gaz présent dans l'exosphère est très raréfié et de là, ses particules s'échappent dans l'espace interplanétaire (dissipation).
Jusqu’à 100 km d’altitude, l’atmosphère est un mélange de gaz homogène (monophasé) et bien mélangé. Dans les couches supérieures, la répartition des gaz en hauteur dépend de leur poids moléculaire ; la concentration des gaz plus lourds diminue plus rapidement avec la distance à la surface de la Terre. En raison d’une diminution de la densité du gaz, la température passe de 0 °C dans la stratosphère à -110 °C dans la mésosphère. Cependant, l’énergie cinétique des particules individuelles à des altitudes de 200 à 250 km correspond à une température d’environ 1 500 °C. Au-dessus de 200 km, des fluctuations importantes de température et de densité de gaz sont observées dans le temps et dans l'espace.

À une altitude d'environ 2 000 à 3 000 km, l'exosphère se transforme progressivement en ce qu'on appelle le vide proche de l'espace, rempli de particules hautement raréfiées de gaz interplanétaire, principalement des atomes d'hydrogène. Mais ce gaz ne représente qu’une partie de la matière interplanétaire. L’autre partie est constituée de particules de poussières d’origine cométaire et météorique. Outre ces particules extrêmement raréfiées, des rayonnements électromagnétiques et corpusculaires d’origine solaire et galactique pénètrent dans cet espace.

La troposphère représente environ 80 % de la masse de l'atmosphère, la stratosphère - environ 20 % ; la masse de la mésosphère ne dépasse pas 0,3 %, la thermosphère représente moins de 0,05 % de la masse totale de l'atmosphère. Sur la base des propriétés électriques de l’atmosphère, on distingue la neutronosphère et l’ionosphère. On pense actuellement que l’atmosphère s’étend jusqu’à une altitude de 2 000 à 3 000 km.

Selon la composition du gaz dans l'atmosphère, on distingue l'homosphère et l'hétérosphère. Hétérosphère- c'est la zone où la gravité affecte la séparation des gaz, car leur mélange à une telle hauteur est insignifiant. Cela implique une composition variable de l'hétérosphère. En dessous se trouve une partie homogène et bien mélangée de l’atmosphère appelée homosphère. La limite entre ces couches s'appelle la turbopause ; elle se situe à une altitude d'environ 120 km.

La pression atmosphérique est la pression exercée sur les objets qui s'y trouvent et sur la surface de la Terre. Le niveau normal est de 760 mmHg. Art. (101 325 Pa). Pour chaque kilomètre d’altitude, la pression chute de 100 mm.

Composition atmosphérique

L'enveloppe d'air de la Terre, constituée principalement de gaz et d'impuretés diverses (poussières, gouttes d'eau, cristaux de glace, sels marins, produits de combustion), dont la quantité n'est pas constante. Les principaux gaz sont l'azote (78 %), l'oxygène (21 %) et l'argon (0,93 %). La concentration des gaz qui composent l'atmosphère est quasi constante, à l'exception de dioxyde de carbone CO2 (0,03 %).

L'atmosphère contient également du SO2, du CH4, du NH3, du CO, des hydrocarbures, du HC1, du HF, des vapeurs de Hg, de l'I2, ainsi que du NO et de nombreux autres gaz en petites quantités. Constamment situé dans la troposphère grand nombre particules solides et liquides en suspension (aérosol).

L'atmosphère terrestre est hétérogène : à différentes altitudes, il existe différentes densités et pressions de l'air, des changements de température et de composition des gaz. En fonction du comportement de la température de l'air ambiant (c'est-à-dire que la température augmente ou diminue avec l'altitude), on y distingue les couches suivantes : troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère et exosphère. Les limites entre les couches sont appelées pauses : il y en a 4, car la limite supérieure de l'exosphère est très floue et fait souvent référence à l'espace proche.

AVEC

structure générale L'atmosphère se trouve dans le schéma ci-joint. Fig.1 La structure de l'atmosphère terrestre. Crédit : site internet La couche atmosphérique la plus basse est la troposphère, dont la limite supérieure est appelée tropopause, en fonction de latitude géographique

varie et s'étend de 8 km. dans le polaire jusqu'à 20 km. sous les latitudes tropicales. En moyenne ou

latitudes tempérées

L'effet de serre est associé à une diminution de la température de l'air dans la troposphère avec l'altitude (puisque la Terre chauffée dégage plus de chaleur vers les couches superficielles). La pente verticale moyenne est de 0,65°/100 m (c'est-à-dire que la température de l'air diminue de 0,65°C tous les 100 mètres d'élévation). Ainsi, si la température annuelle moyenne de l'air à la surface de la Terre près de l'équateur est de +26°, alors à la limite supérieure, elle est de -70°. La température dans la région tropopause au-dessus du pôle Nord varie tout au long de l'année de -45° en été à -65° en hiver.

À mesure que l’altitude augmente, la pression atmosphérique diminue également, s’élevant à seulement 12 à 20 % du niveau proche de la surface à la limite supérieure de la troposphère.

À la limite de la troposphère et de la couche sus-jacente de la stratosphère se trouve une couche de tropopause de 1 à 2 km d'épaisseur. Les limites inférieures de la tropopause sont généralement considérées comme une couche d'air dans laquelle le gradient vertical diminue à 0,2°/100 m contre 0,65°/100 m dans les régions sous-jacentes de la troposphère.

Au sein de la tropopause, on observe des flux d'air d'une direction strictement définie, appelés courants-jets de haute altitude ou « jet streams », formés sous l'influence de la rotation de la Terre autour de son axe et du réchauffement de l'atmosphère avec la participation du rayonnement solaire. . Des courants sont observés aux limites des zones présentant des écarts de température importants. Il existe plusieurs centres de localisation de ces courants, par exemple arctiques, subtropicaux, subpolaires et autres. La connaissance de la localisation des courants-jets est très importante pour la météorologie et l'aviation : la première utilise les courants pour des prévisions météorologiques plus précises, la seconde pour construire des itinéraires de vol d'avions, car Aux limites des coulées se forment de forts vortex turbulents, semblables à de petits tourbillons, appelés « turbulences de ciel clair » en raison de l'absence de nuages ​​à ces altitudes.

Sous l'influence des courants-jets à haute altitude, des ruptures se forment souvent dans la tropopause, et parfois elles disparaissent complètement, bien qu'elles se reforment ensuite. Ceci est particulièrement souvent observé sous les latitudes subtropicales, qui sont dominées par un puissant courant subtropical de haute altitude. De plus, l'écart entre les couches de la tropopause en fonction de la température de l'air ambiant entraîne la formation de lacunes. Par exemple, il existe un écart important entre la tropopause polaire chaude et basse et la tropopause haute et froide des latitudes tropicales. Récemment, une couche de tropopause des latitudes tempérées a également émergé, qui présente des discontinuités avec les deux couches précédentes : polaire et tropicale.

La deuxième couche de l'atmosphère terrestre est la stratosphère.

La stratosphère peut être grossièrement divisée en deux régions.

Le premier d'entre eux, situé jusqu'à 25 km d'altitude, se caractérise par des températures presque constantes, égales aux températures des couches supérieures de la troposphère sur une zone donnée. La deuxième région, ou région d'inversion, est caractérisée par une augmentation de la température de l'air jusqu'à des altitudes d'environ 40 km. Cela est dû à l’absorption du rayonnement ultraviolet solaire par l’oxygène et l’ozone. Dans la partie supérieure de la stratosphère, grâce à cet échauffement, la température est souvent positive voire comparable à la température de l'air de surface.

Au-dessus de la région d'inversion se trouve une couche de températures constantes, appelée stratopause et qui constitue la limite entre la stratosphère et la mésosphère.

Son épaisseur atteint 15 km.

Contrairement à la troposphère, les perturbations turbulentes sont rares dans la stratosphère, mais de forts vents horizontaux ou courants-jets soufflent dans des zones étroites le long des limites des latitudes tempérées faisant face aux pôles. La position de ces zones n’est pas constante : elles peuvent se déplacer, s’étendre, voire disparaître complètement.

La couche de l’atmosphère située au-dessus de la stratosphère est appelée mésosphère. Elle se caractérise par une diminution de la température de l'air avec l'altitude avec un gradient vertical moyen de 0,25 à 0,3°/100 m, ce qui entraîne de fortes turbulences. Aux limites supérieures de la mésosphère, dans la région appelée mésopause, des températures allant jusqu'à -138°C ont été enregistrées, ce qui est le minimum absolu pour l'atmosphère terrestre dans son ensemble.

Ici, à l'intérieur de la mésopause, se trouve la limite inférieure de la région d'absorption active des rayons X et du rayonnement ultraviolet à ondes courtes du Soleil. Ce processus énergétique est appelé transfert de chaleur radiante. En conséquence, le gaz est chauffé et ionisé, ce qui fait briller l’atmosphère.

À des altitudes de 75 à 90 km, aux limites supérieures de la mésosphère, des nuages ​​​​spéciaux ont été observés, occupant de vastes zones dans les régions polaires de la planète. Ces nuages ​​sont appelés noctilumineux en raison de leur lueur au crépuscule, provoquée par la réflexion de la lumière du soleil sur les cristaux de glace qui composent ces nuages.

La pression de l'air à la mésopause est 200 fois inférieure à celle à la surface de la Terre. Cela suggère que presque tout l’air de l’atmosphère est concentré dans ses 3 couches inférieures : la troposphère, la stratosphère et la mésosphère. Les couches sus-jacentes, la thermosphère et l'exosphère, ne représentent que 0,05 % de la masse de l'atmosphère entière.

La thermosphère se situe à des altitudes de 90 à 800 km au-dessus de la surface de la Terre.

La thermosphère se caractérise par une augmentation continue de la température de l'air jusqu'à des altitudes de 200 à 300 km, où elle peut atteindre 2 500°C. La température augmente en raison de l'absorption des rayons X et du rayonnement ultraviolet de courte longueur d'onde du Soleil par les molécules de gaz. Au-dessus de 300 km d’altitude, la hausse des températures s’arrête.

Simultanément à l’augmentation de la température, la pression et, par conséquent, la densité de l’air ambiant diminuent. Ainsi, si aux limites inférieures de la thermosphère la densité est de 1,8 × 10 -8 g/cm 3, alors aux limites supérieures elle est déjà de 1,8 × 10 -15 g/cm 3, ce qui correspond approximativement à 10 millions - 1 milliard de particules par 1 cm 3.

Toutes les caractéristiques de la thermosphère, telles que la composition de l'air, sa température, sa densité, sont soumises à de fortes fluctuations : selon la situation géographique, la saison de l'année et l'heure de la journée. Même l'emplacement de la limite supérieure de la thermosphère change.

La couche supérieure de l’atmosphère est appelée exosphère ou couche de diffusion. Sa limite inférieure évolue constamment dans des limites très larges ; La hauteur moyenne est estimée entre 690 et 800 km. Il est installé là où la probabilité de collisions intermoléculaires ou interatomiques peut être négligée, c'est-à-dire la distance moyenne qu'une molécule en mouvement chaotique parcourra avant d'entrer en collision avec une autre molécule similaire (ce qu'on appelle le libre parcours) sera si grande qu'en fait les molécules n'entreront pas en collision avec une probabilité proche de zéro. La couche où se produit le phénomène décrit est appelée pause thermique.

La limite supérieure de l'exosphère se situe à des altitudes de 2 à 3 000 km. Il est très flou et se transforme progressivement en un vide proche de l'espace. Parfois, pour cette raison, l'exosphère est considérée comme faisant partie de l'espace extra-atmosphérique et sa limite supérieure est considérée comme une hauteur de 190 000 km, à laquelle l'influence de la pression du rayonnement solaire sur la vitesse des atomes d'hydrogène dépasse l'attraction gravitationnelle du Terre. C'est ce qu'on appelle la couronne terrestre, constituée d'atomes d'hydrogène. La densité de la couronne terrestre est très faible : seulement 1 000 particules par centimètre cube, mais ce nombre est plus de 10 fois supérieur à la concentration de particules dans l'espace interplanétaire.

En raison de l’extrême raréfaction de l’air dans l’exosphère, les particules se déplacent autour de la Terre sur des orbites elliptiques sans entrer en collision les unes avec les autres. Certains d'entre eux, se déplaçant le long de trajectoires ouvertes ou hyperboliques à des vitesses cosmiques (atomes d'hydrogène et d'hélium), quittent l'atmosphère et se dirigent vers l'espace, c'est pourquoi l'exosphère est appelée sphère de diffusion.

L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse de notre planète. Sa limite inférieure est au niveau la croûte terrestre et l'hydrosphère, et celle du haut va dans la région proche de la Terre de l'espace extra-atmosphérique. L'atmosphère contient environ 78 % d'azote, 20 % d'oxygène, jusqu'à 1 % d'argon, du dioxyde de carbone, de l'hydrogène, de l'hélium, du néon et quelques autres gaz.

La coquille terrestre se caractérise par une stratification clairement définie. Les couches de l'atmosphère sont déterminées par la distribution verticale de la température et les différentes densités de gaz à différents niveaux. Il existe de telles couches de l'atmosphère terrestre : troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère. L'ionosphère est séparée séparément.

Jusqu'à 80 % de la masse totale de l'atmosphère est constituée de troposphère, la couche inférieure de l'atmosphère. La troposphère dans les zones polaires est située à une hauteur allant jusqu'à 8 à 10 km au-dessus de la surface de la Terre, en zone tropicale- maximum jusqu'à 16-18 km. Entre la troposphère et la couche sus-jacente de la stratosphère se trouve la tropopause - une couche de transition. Dans la troposphère, la température diminue à mesure que l’altitude augmente, et de même, la pression atmosphérique diminue avec l’altitude. Le gradient de température moyen dans la troposphère est de 0,6°C par 100 m. La température aux différents niveaux de cette coquille est déterminée par les caractéristiques d'absorption du rayonnement solaire et l'efficacité de la convection. Presque toute l’activité humaine se déroule dans la troposphère. Les plus hautes montagnes ne dépassent pas la troposphère ; seul le transport aérien peut franchir la limite supérieure de cette coquille à faible hauteur et se trouver dans la stratosphère. Une grande proportion de vapeur d’eau se trouve dans la troposphère, responsable de la formation de presque tous les nuages. Aussi, presque tous les aérosols (poussières, fumées, etc.) formés à la surface de la Terre sont concentrés dans la troposphère. Dans la couche limite inférieure de la troposphère, les fluctuations quotidiennes de la température et de l'humidité de l'air sont prononcées et la vitesse du vent est généralement réduite (elle augmente avec l'altitude). Dans la troposphère, il existe une division variable de l'épaisseur de l'air en masses d'air dans la direction horizontale, différant par un certain nombre de caractéristiques selon la zone et la zone de leur formation. Sur les fronts atmosphériques - les frontières entre les masses d'air - se forment des cyclones et des anticyclones, déterminant le temps dans une certaine zone pendant une période de temps spécifique.

La stratosphère est la couche d'atmosphère située entre la troposphère et la mésosphère. Les limites de cette couche vont de 8 à 16 km à 50 à 55 km au-dessus de la surface de la Terre. Dans la stratosphère, la composition gazeuse de l’air est à peu près la même que dans la troposphère. Une caractéristique distinctive est une diminution de la concentration de vapeur d'eau et une augmentation de la teneur en ozone. La couche d'ozone de l'atmosphère, qui protège la biosphère des effets agressifs de la lumière ultraviolette, se situe à une altitude de 20 à 30 km. Dans la stratosphère, la température augmente avec l'altitude et les valeurs de température sont déterminées par le rayonnement solaire, et non par la convection (mouvements des masses d'air), comme dans la troposphère. Le réchauffement de l’air dans la stratosphère est dû à l’absorption du rayonnement ultraviolet par l’ozone.

Au-dessus de la stratosphère, la mésosphère s'étend jusqu'à 80 km. Cette couche de l'atmosphère se caractérise par le fait que la température diminue à mesure que l'altitude augmente de 0°C à - 90°C. C'est la région la plus froide de l'atmosphère.

Au-dessus de la mésosphère se trouve la thermosphère jusqu'à un niveau de 500 km. De la frontière avec la mésosphère à l'exosphère, la température varie d'environ 200 K à 2000 K. Jusqu'au niveau de 500 km, la densité de l'air diminue plusieurs centaines de milliers de fois. La composition relative des composants atmosphériques de la thermosphère est similaire à celle de la couche superficielle de la troposphère, mais avec l'augmentation de l'altitude, davantage d'oxygène devient atomique. Une certaine proportion de molécules et d'atomes de la thermosphère sont dans un état ionisé et sont répartis en plusieurs couches ; elles sont unies par le concept d'ionosphère. Les caractéristiques de la thermosphère varient dans une large mesure en fonction de la latitude géographique, de la quantité de rayonnement solaire, de la période de l'année et du jour.

La couche supérieure de l'atmosphère est l'exosphère. C'est la couche la plus fine de l'atmosphère. Dans l’exosphère, le libre parcours moyen des particules est si énorme que les particules peuvent s’échapper librement dans l’espace interplanétaire. La masse de l’exosphère représente un dix millionième de la masse totale de l’atmosphère. La limite inférieure de l'exosphère est le niveau de 450 à 800 km, et la limite supérieure est considérée comme la région où la concentration de particules est la même que dans l'espace extra-atmosphérique - à plusieurs milliers de kilomètres de la surface de la Terre. L'exosphère est constituée de plasma - gaz ionisé. Dans l'exosphère se trouvent également les ceintures de rayonnement de notre planète.

Présentation vidéo - couches de l'atmosphère terrestre :

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L’enveloppe gazeuse entourant notre planète Terre, appelée atmosphère, est constituée de cinq couches principales. Ces couches proviennent de la surface de la planète, du niveau de la mer (parfois en dessous) et s'élèvent vers l'espace extra-atmosphérique dans la séquence suivante :

• Troposphère;
• Stratosphère;
• Mésosphère ;
• Thermosphère ;
• Exosphère.

Schéma des principales couches de l'atmosphère terrestre

Entre chacune de ces cinq couches principales se trouvent des zones de transition appelées « pauses » où se produisent des changements de température, de composition et de densité de l’air. Avec les pauses, l'atmosphère terrestre comprend un total de 9 couches.

Troposphère : là où le temps se produit

De toutes les couches de l'atmosphère, la troposphère est celle que nous connaissons le mieux (que vous le réalisiez ou non), puisque nous vivons sur sa partie inférieure, la surface de la planète. Il enveloppe la surface de la Terre et s’étend vers le haut sur plusieurs kilomètres. Le mot troposphère signifie « changement du globe ». Un nom très approprié, puisque c’est dans cette couche que se produit notre météo quotidienne.

Partant de la surface de la planète, la troposphère s'élève jusqu'à une hauteur de 6 à 20 km. Le tiers inférieur de la couche, le plus proche de nous, contient 50 % de tous les gaz atmosphériques. C'est la seule partie de toute l'atmosphère qui respire. Du fait que l'air est chauffé par le bas par la surface de la Terre, qui absorbe l'énergie thermique du Soleil, la température et la pression de la troposphère diminuent avec l'augmentation de l'altitude.

Au sommet se trouve une fine couche appelée tropopause, qui n’est qu’un tampon entre la troposphère et la stratosphère.

Stratosphère : foyer de l'ozone

La stratosphère est la couche suivante de l'atmosphère. Il s'étend de 6 à 20 km à 50 km au-dessus de la surface de la Terre. C’est la couche dans laquelle volent la plupart des avions de ligne commerciaux et des montgolfières.

Ici, l'air ne circule pas de haut en bas, mais se déplace parallèlement à la surface dans des courants d'air très rapides. À mesure que vous montez, la température augmente, grâce à l'abondance d'ozone naturel (O3) - un sous-produit du rayonnement solaire et de l'oxygène, qui a la capacité d'absorber les substances nocives. rayons ultraviolets du soleil (toute augmentation de la température avec l'altitude en météorologie est appelée « inversion »).

Puisque la stratosphère a plus températures chaudes en dessous et plus fraîche au dessus, la convection (mouvement vertical des masses d'air) est rare dans cette partie de l'atmosphère. En fait, vous pouvez observer une tempête qui fait rage dans la troposphère depuis la stratosphère, car la couche agit comme une calotte de convection qui empêche les nuages ​​​​orageux de pénétrer.

Après la stratosphère se trouve à nouveau une couche tampon, cette fois appelée stratopause.

Mésosphère : atmosphère moyenne

La mésosphère est située à environ 50 à 80 km de la surface de la Terre. La haute mésosphère est l'endroit naturel le plus froid de la planète, où les températures peuvent descendre en dessous de -143°C.

Thermosphère : haute atmosphère

Après la mésosphère et la mésopause vient la thermosphère, située entre 80 et 700 km au-dessus de la surface de la planète, et contient moins de 0,01 % de l'air total de l'enveloppe atmosphérique. Les températures atteignent ici +2000° C, mais en raison de la forte raréfaction de l'air et du manque de molécules de gaz pour transférer la chaleur, ces températures élevées sont perçus comme très froids.

Exosphère : la frontière entre l'atmosphère et l'espace

À une altitude d'environ 700 à 10 000 km au-dessus de la surface de la Terre se trouve une exosphère - bord extérieur atmosphère, à la limite de l'espace. Ici, les satellites météorologiques tournent autour de la Terre.

Et l'ionosphère ?

L'ionosphère n'est pas une couche distincte, mais en fait le terme est utilisé pour désigner l'atmosphère entre 60 et 1 000 km d'altitude. Il comprend les parties supérieures de la mésosphère, la totalité de la thermosphère et une partie de l'exosphère. L'ionosphère tire son nom du fait que dans cette partie de l'atmosphère, le rayonnement du Soleil est ionisé lorsqu'il traverse les champs magnétiques terrestres à et. Ce phénomène est observé depuis le sol sous forme d'aurores boréales.

L'atmosphère comporte des couches d'air clairement définies. Les couches d'air diffèrent les unes des autres par la température, la différence des gaz, ainsi que leur densité et leur pression. Il convient de noter que les couches de la stratosphère et de la troposphère protègent la Terre du rayonnement solaire. Dans les couches supérieures, un organisme vivant peut recevoir une dose mortelle du spectre solaire ultraviolet. Pour accéder rapidement au calque d'atmosphère souhaité, cliquez sur le calque correspondant :

Troposphère et tropopause

Troposphère - température, pression, altitude

La limite supérieure est d'environ 8 à 10 km. Aux latitudes tempérées, elle est de 16 à 18 km et aux latitudes polaires, de 10 à 12 km. Troposphère- C'est la couche principale inférieure de l'atmosphère. Cette couche contient plus de 80 % de la masse totale de l’air atmosphérique et près de 90 % de toute la vapeur d’eau. C’est dans la troposphère que se produisent la convection et la turbulence, que se forment les nuages ​​et que les cyclones se produisent. Température diminue avec l'augmentation de l'altitude. Pente : 0,65°/100 m La terre et l'eau chauffées réchauffent l'air ambiant. L'air chauffé monte, se refroidit et forme des nuages. La température dans les limites supérieures de la couche peut atteindre – 50/70 °C.

C'est dans cette couche que se produisent les changements des conditions climatiques. La limite inférieure de la troposphère est appelée niveau du sol, car il contient beaucoup de micro-organismes volatils et de poussière. La vitesse du vent augmente avec l'augmentation de la hauteur dans cette couche.

Tropopause

C'est la couche de transition de la troposphère à la stratosphère. Ici, la dépendance à la diminution de la température avec l'augmentation de l'altitude s'arrête. La tropopause est la hauteur minimale à laquelle le gradient vertical de température descend à 0,2°C/100 m. La hauteur de la tropopause dépend d'événements climatiques forts tels que les cyclones. La hauteur de la tropopause diminue au-dessus des cyclones et augmente au-dessus des anticyclones.

Stratosphère et Stratopause

La hauteur de la couche stratosphérique est d'environ 11 à 50 km. Il y a un léger changement de température à une altitude de 11 à 25 km. A une altitude de 25 à 40 km, on observe inversion températures, de 56,5 s'élève à 0,8°C. De 40 km à 55 km la température reste à 0°C. Cette zone s'appelle - Stratopause.

Dans la stratosphère, on observe l'effet du rayonnement solaire sur les molécules de gaz ; elles se dissocient en atomes. Il n'y a presque pas de vapeur d'eau dans cette couche. Les avions commerciaux supersoniques modernes volent à des altitudes allant jusqu'à 20 km en raison de conditions de vol stables. Les ballons météorologiques à haute altitude s'élèvent à une hauteur de 40 km. Il y a ici des courants d'air stables, leur vitesse atteint 300 km/h. Également concentré dans cette couche ozone, une couche qui absorbe les rayons ultraviolets.

Mésosphère et mésopause - composition, réactions, température

La couche mésosphérique commence à environ 50 km d'altitude et se termine entre 80 et 90 km. Les températures diminuent avec l'altitude d'environ 0,25 à 0,3°C/100 m. Le principal effet énergétique ici est l'échange de chaleur radiante. Processus photochimiques complexes impliquant des radicaux libres (a 1 ou 2 électrons non appariés) car ils mettent en œuvre briller atmosphère.

Presque tous les météores brûlent dans la mésosphère. Les scientifiques ont nommé cette zone - Ignorosphère. Cette zone est difficile à explorer, car l'aviation aérodynamique y est très mauvaise en raison de la densité de l'air, 1000 fois inférieure à celle de la Terre. Et pour le lancement de satellites artificiels, la densité reste très élevée. Les recherches sont menées à l'aide de fusées météorologiques, mais c'est une perversion. Mésopause couche de transition entre la mésosphère et la thermosphère. A une température d'au moins -90°C.

Ligne Karman

Ligne de poche appelée la frontière entre l'atmosphère terrestre et l'espace. Selon la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), la hauteur de cette frontière est de 100 km. Cette définition a été donnée en l'honneur du scientifique américain Theodore Von Karman. Il a déterminé qu'à peu près à cette altitude, la densité de l'atmosphère est si faible que l'aviation aérodynamique devient ici impossible, car la vitesse de l'avion doit être plus grande. vitesse de fuite. A une telle hauteur, la notion de mur du son perd son sens. Ici pour gérer aéronef n'est possible que grâce aux forces réactives.

Thermosphère et Thermopause

La limite supérieure de cette couche est d'environ 800 km. La température s'élève jusqu'à environ 300 km d'altitude où elle atteint environ 1 500 K. Au-dessus, la température reste inchangée. Dans cette couche se produit aurore- Se produit à la suite de l'effet du rayonnement solaire sur l'air. Ce processus est également appelé ionisation de l’oxygène atmosphérique.

En raison de la faible raréfaction de l’air, les vols au-dessus de la ligne Karman ne sont possibles que le long de trajectoires balistiques. Tous les vols orbitaux habités (à l'exception des vols vers la Lune) ont lieu dans cette couche de l'atmosphère.

Exosphère - densité, température, hauteur

La hauteur de l'exosphère est supérieure à 700 km. Ici, le gaz est très raréfié et le processus se déroule dissipation— fuite de particules dans l'espace interplanétaire. La vitesse de ces particules peut atteindre 11,2 km/s. Une augmentation de l'activité solaire entraîne une expansion de l'épaisseur de cette couche.

• La coque à gaz ne vole pas dans l'espace à cause de la gravité. L'air est constitué de particules qui ont leur propre masse. De la loi de la gravité, nous pouvons conclure que tout objet ayant une masse est attiré vers la Terre.
• La loi de Buys-Ballot stipule que si vous êtes dans l'hémisphère nord et que vous vous tenez dos au vent, il y aura alors une zone de haute pression à droite et de basse pression à gauche. Dans l’hémisphère Sud, tout sera inversé.