Atmosphère

La Terre est entourée d'une enveloppe gazeuse qu'elle retient par attraction gravitationnelle : l'atmosphère.

Cette atmosphère donne à la planète un reflet bleuté depuis l'espace, d'où son surnom de « planète bleue » : la constitution et la densité de l'atmosphère sont telles que la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) incidente du Soleil et la lumière réfléchie par les continents et les mers sont diffractées (donnant sa couleur au ciel, et par réflexion, aux étendues d'eau).

La basse atmosphère (du niveau de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) jusqu'à environ 45 km) est composée de gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) « permanents », gaz dont les proportions restent constantes, et de gaz de concentration variable avec l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base.).

L'azote, l'oxygène et l'argon constituent, en volume, 99,997 % des gaz permanents (voir tableau ci-dessus) ; le brassage vertical de l'air permet de conserver une répartition constante à tous les niveaux, même pour les gaz les plus légers, tels que l'hélium ou l'hydrogène.

Les gaz à concentration variable sont essentiellement la vapeur d'eau H₂O ; et dans une moindre mesure le dioxyde de carbone CO₂, le dioxyde de soufre SO₂ et l'ozone O₃. L'atmosphère terrestre peut être considérée, à un instant donné, comme un mélange thermodynamique d'air sec et de vapeur d'eau.

Les particules liquides, solides, liquides ou mixtes en suspension dans l'atmosphère constituent l'aérosol atmosphérique.

Ces particules jouent un rôle primordial dans les phénomènes de condensation (nuages) et de formation de cristaux de glace, ainsi qu'à différents processus physicochimiques dans l'atmosphère. Leur concentration varie de plusieurs puissances de 10 (de plusieurs ordres de grandeurs) en fonction du lieu et du temps ; en concentration élevée, elles constituent un facteur de pollution. Les particules se classent en  :

• particules d'Aitken : 1 nm < d < 0,1 µm
• grosses particules : 0,1 µm < d < 5 µm
• particules géantes : 5 µm < d < 50 µm environ

L'atmosphère atténue de façon importante le rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne...) reçu au sol ; suivant l'importance de la couverture nuageuse, le sol reçoit de 68 % à 28 % (ou moins) du rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...) solaire parvenant à l'atmosphère.

La composition chimique de l'atmosphère, sa température, ou les phénomènes qui y sont observés présentent des discontinuités marquées lorsque l'altitude augmente. Ces discontinuités correspondent à des couches homogènes dont les propriétés évoluent de façon continue ; ce sont (par altitude croissante) :

• la troposphère
• la stratosphère
• la mésosphère
• la thermosphère
• l'exosphère

Les limites de ces couches (d'altitude variable) ont reçu des désignations particulières : tropopause, stratopause, mésopause et thermopause.