L'Atmosphère
- Elle fait partie des enveloppes fluides.
- Négligeable en volume et en masse par rapport à l’hydrosphère.
- Nécessaire à la vie. Elle a était fabriqué par les organismes vivants.
- Elle contrôle le façonnement de la surface terrestre.


I. Composition et origine de l’atmosphère :

L’atmosphère primordiale était au moment de la formation du système solaire. Elle provient du dégazage de la croûte terrestre. Elle a donc fourni de l’eau, beaucoup de CO2, un peu d’azote mais pas d’oxygène.
L’oxygène est apparu en suivant par photolyse de l’eau sous le rayonnement solaire : 2H2O = 2H2 + O2
Cet oxygène est réparti dans la lithosphère sous forme d’oxyde.

Apparition de la photosynthèse : enrichissement de l’atmosphère en O2 grâce aux algues. 2 milliards d’années.
Le CO2 disparaît de l’atmosphère, stocké dans la biosphère et dans les océans sous forme de carbonates. Les océans prélèvent le CO2, qui se transforme alors en carbonates.

L’atmosphère de Vénus et de mars sont les atmosphères primordiales qu’avait la Terre il y a 4 milliards d’années.
La présence des gaz à effet de serre nous permette d’avoir une température chaude, de 15°C. La pression sur Vénus est énorme, alors que sur Mars elle est minime.


Les proportions des gaz sont invariables en fonction de l’altitude sauf pour O3 et H2O.
L’ozone est formé par dissociation de l’oxygène sous l’effet du rayonnement solaire, concentré vers 35 kms d’altitude.
La vapeur d’eau H2O est concentrée dans les couches basses, elle disparaît au-delà de 18 kms.
Ces deux gaz du fait de leur localisation sont très importants.



II. Structure de l’atmosphère :

La limite supérieure est à environ 10 000 kms. Cette limite est graduelle et non directe. La densité et la pression de l’atmosphère diminuent avec l’altitude.
On défini deux grands ensembles :
- Homosphère : premiers 100 kms. Pas de variation de composition des gaz
- Hétérosphère : de 100 à 10 000 kms. Il y a une diminution progressive des gaz lourds en fonction de la hauteur.

On distingue 5 ensembles différents délimités par les températures :


1) La Troposphère :

Limite supérieure : entre 8 et 16 kms (8 aux pôles et 16 à l’équateur)
La température décroît avec l’altitude. Elle décroît de 6°C par km. Elle est de -58°C à la tropopause.
Vapeur d’eau va créer des turbulences qui sont des phénomènes météorologiques.
Variation saisonnière de la tropopause.

2) La Stratosphère :

La limite supérieure est la stratopause à 50 kms.
La température remonte entre 25 et 40 kms. On est à 0°C à la stratopause.
L’azote absorbe les UV, cela fait remonter la température. C’est une couche essentielle pour la vie. Plus de vapeur d’eau, plus de convection, plus de turbulence.
Il y a une répartition inégale de l’azote. Il est essentiellement concentré aux basses latitudes : équateur.

3) La Mésosphère :

Limite supérieure : mésopause à 85 kms.
Plus d’azote, plus d’eau. La température diminue. On est à -90°C au niveau de la mésopause.
C’est la zone où se consume les météores.

4) La Thermosphère :

La température augmente de façon brutale car l’O2 absorbe les UV à très haute fréquence dans la partie basse.
Ceci provoque une ionisation qui va elle-même provoquer l’augmentation considérable de la température 1500°c zone des aurores polaires.
5) L’Exosphère :

C’est la transition avec le milieu interstellaire. Plus de gaz lourds.


III. Dynamique de l’atmosphère :


Nous sommes dans la troposphère.

1) Circulations verticales et latitudinales :

L’équateur thermique : air chaud et humide. Cet air chaud et humide va avoir tendance à monter vers la tropopause, créant ainsi des zones de basse pression. On a des dépressions.
Cet air qui est monté va se condenser, s’assécher créant des précipitions. L’air sec va alors se refroidir.
Au niveau de la tropopause, l’air circule vers les pôles. Cet air va redescendre au niveau des tropiques et se réchauffer. Il y a alors des zones de haute pression tropicale, zone de climat aride. C’est l’endroit des anticyclones.
Au niveau des anticyclones on a des zones de divergences.

Au niveau des pôles, l’air froid et sec crée des zones de haute pression. Il y a des anticyclones.
L’air froid va circuler en surface en direction de l’équateur. Il va s’humidifier.
Vers 60° de latitude, il rencontre l’air humide et plus chaud provenant des tropiques. Il va y avoir création d’une zone de convergence dépressionnaire.
C’est une zone de basse pression où l’air s’élève et s’assèche provoquant des perturbations, puis repart vers les pôles et les tropiques.

Ces 3 cellules vont permettre le transfert de chaleur depuis l’équateur vers les pôles.

2) Circulation en surface :

En surface, l’air devrait circuler du Nord vers le Sud. La force de Coriolis dévie les corps en mouvement à la surface du globe :
Vers la gauche dans l’hémisphère Sud
Vers la droite dans l’hémisphère Nord
L’air circulant des tropiques vers l’équateur est donc dévié vers l’Ouest : alizés.
L’air circulant des tropiques vers les basses pressions de latitudes moyennes est dévié vers l’Est : ceinture des vents d’Ouest.
L’air circulant des pôles vers les basses pressions des latitudes moyennes est dévié vers l’ouest.


Les continents ralentissent et perturbent la circulation des vents.
Les vents d’Ouest sont ralentis dans l’hémisphère Nord mais pas dans l’hémisphère Sud : « quarantième rugissant » avec des vents jusqu’à 150 km/h
L’air convergeant vers les anticyclones ou divergeant des dépressions ne tournent pas dans le même sens en fonction des hémisphères.