Quelle est l'atmosphère de la Terre? Tout ce que vous devez savoir
Lorsque vous regardez des photographies de la Terre de l'espace, la planète ressemble à un marbre bleu, avec des motifs de nuages allongés à la surface du marbre. Il semble que l'atmosphère de la Terre soit incroyablement mince, enroulée étroitement autour de notre planète.
En fait, l'atmosphère se compose de plusieurs couches, avec certains scientifiques de l'opinion que l'atmosphère s'étend à mi-chemin de la lune.
Sommaire
Les couches de l'atmosphère de la Terre
Il est facile d'imaginer l'atmosphère de la Terre comme une bulle d'air entourant la planète qui se termine brusquement par le vide de l'espace. La réalité est beaucoup plus complexe que cela. L'atmosphère de notre planète est composée d'une série de couches, chacune avec ses propres caractéristiques.
Troposphère (5 à 9 miles d'épaisseur)
La troposphère est la couche la plus proche de la surface de la Terre et est ce que la plupart d'entre nous imaginent probablement lorsque nous parlons de l'atmosphère. Tropos est grec pour le «changement», donc cela signifie littéralement «sphère de changement» qui est une description précise. Dans cette couche, des changements atmosphériques se produisent constamment, y compris presque toute la météo de notre planète.
En dépit d'être la plus petite couche, presque toute la vapeur d'eau dans notre atmosphère se trouve dans la troposphère. Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi il était toujours ensoleillé lorsque vous naviguez en altitude dans un avion, c'est parce que vous avez laissé la troposphère derrière, avec la plupart des nuages.
Dans la troposphère, l'air devient plus mince, plus vous devenez. Avec une pression d'air plus faible, la température baisse, de sorte que plus vous allez dans la troposphère, plus il est froid.
Stratosphère (22 milles hick)
Des phrases telles que « décoller dans la stratosphère » donnent l'impression que cela doit être le plus haut niveau de l'atmosphère, mais c'est en fait le deuxième plus bas. La strate est latine pour la «couche», c'est donc littéralement la sphère des couches. Il tire son nom en raison des couches de température dans cette zone.
L'ozone dans la stratosphère absorbe l'énergie du soleil sous forme de rayonnement ultraviolet (UV), qui est ensuite rayonnée sous forme de chaleur. Contrairement à la troposphère, où la température baisse, plus vous allez, la température augmente régulièrement lorsque vous montez à travers la stratosphère, entre -60F (-51C) juste au-dessus de la troposphère, à environ 5F (-15C) à mesure qu'il approche de la mésosphère.
Puisqu'il y a très peu de vapeur d'eau dans la stratosphère, il y a peu de nuages, qui ne se forment que près des pôles pendant l'hiver. Les cristaux de glace dans ces nuages stratosphériques polaires (PSC) peuvent interagir avec la lumière du soleil pour créer de superbes vagues de couleur visibles du sol.
Mesosphère (22 miles d'épaisseur)
Meso est grec pour le « milieu », c'est donc littéralement la sphère moyenne. Bien qu'il soit piégé au milieu, la mésosphère est la couche la plus froide de l'atmosphère de la Terre, avec des températures aussi basses que -130F (-90C) en tout en haut de la mésosphère. En effet, la densité du gaz dans la mésosphère est inférieure aux deux couches en dessous, ce qui peut absorber plus d'énergie solaire. Cependant, la mésosphère n'est pas non plus exposée à un rayonnement solaire à haute énergie que la thermosphère et l'exosphère au-dessus.
Comme pour la troposphère, la température de la mésosphère se refroidit plus vous allez, car l'air devient moins dense avec moins d'ozone pour absorber le rayonnement UV. Une autre raison pour laquelle la mésosphère est si froide est que le dioxyde de carbone, qui a un effet chauffant dans la troposphère, a un effet de refroidissement dans la mésosphère. Tout comme la hausse des niveaux de dioxyde de carbone provoque un réchauffement spectaculaire dans la troposphère, ils font que la mésosphère se refroidit de manière similaire.
La mésosphère joue un rôle très important dans notre vie quotidienne; C'est la couche atmosphérique où la plupart des météores brûlent. Bien que l'air dans la mésosphère soit mince, il est suffisamment dense pour provoquer des frottements à tout météores à grande vitesse ou à d'autres déchets spatiaux qui y pénètrent, ce qui peut passer par la thermosphère au-dessus principalement indemne.
Thermosphère (320 miles d'épaisseur)
En grec, la thermosphère signifie littéralement une sphère de chaleur. C'est là que les choses deviennent un peu étranges, car la thermosphère est la couche la plus chaude de l'atmosphère. Les températures augmentent avec l'altitude et peuvent atteindre 4500F (2500C) vers le haut de la thermosphère.
Ces températures sont dues au rayonnement solaire à haute énergie absorbé par les particules de gaz dans la thermosphère. Puisqu'il y a si peu de particules, chacun absorbe une grande quantité d'énergie du soleil. Cependant, si vous deviez traîner dans la thermosphère, vous ne ressentiriez pas la chaleur, car l'air est si mince qu'il n'y a pas assez de particules pour transférer la chaleur à votre corps.
Alors que la densité de la thermosphère diminue avec l'altitude, dans les régions supérieures de la thermosphère, l'air est trop mince pour transmettre le son. Le film de science-fiction classique de 1979 Étranger avait le slogan « dans l'espace, personne ne peut vous entendre crier », mais il en va de même même dans certaines parties de l'atmosphère de la Terre.
Exosphère (6 200 – 120 000 milles d'épaisseur)
La couche la plus supérieure de l'atmosphère est appelée exosphère, ce qui signifie littéralement la sphère extérieure. Non seulement l'exosphère est la couche externe de l'atmosphère terrestre, mais elle est également de loin la plus grande, s'étendant à au moins 6 000 miles de la thermosphère, certains scientifiques considérant la limite supérieure à environ 120 000 miles de la surface de la Terre.
Il y a très peu dans l'exosphère. Il s'agit principalement d'hydrogène avec de l'hélium et de petites quantités d'autres gaz tels que l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone. Les particules sont étalées si minces qu'elles se rencontrent rarement, et il est difficile de définir où se termine l'exosphère et le vide de l'espace commence.
Ionosphère
L'ionosphère signifie une sphère d'ions, bien qu'une traduction littérale du grec pourrait également être quelque chose comme la sphère errante, qui est également une description assez appropriée. C'est parce que l'ionosphère n'est pas du tout une couche d'atmosphère de la Terre; C'est une région de l'atmosphère qui a été ionisée par le rayonnement solaire.
L'ionosphère englobe l'ensemble de la thermosphère ainsi que des parties de la mésosphère et de l'exosphère et peuvent rétrécir ou se développer en fonction de la quantité de rayonnement solaire qu'il absorbe. C'est là que les aurores se produisent principalement.
L'ionosphère peut être utile, car elle peut refléter les ondes radio, ce qui permet de transmettre la radio à des parties de la planète qui ne pourraient pas être atteintes autrement. Cependant, il peut également retarder ou plier les signaux GPS des satellites, de sorte que ces systèmes doivent corriger les retards causés par l'ionosphère.
En quoi consiste l'atmosphère de la Terre?
L'atmosphère de la Terre est un mélange de gaz qui sont maintenus en place par gravité. De loin, la composante la plus importante est l'azote, qui représente près de 80% de l'atmosphère. Il s'agit d'un gaz non réactif, il ne se mélange donc pas facilement avec d'autres éléments.
Le deuxième composant le plus courant est l'oxygène, représentant environ 20% du mélange, avec d'autres gaz tels que l'argon, le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau présents en quantités beaucoup plus petites.
Le mélange de gaz passe d'une couche à l'autre, la stratosphère contenant une zone de concentration élevée d'ozone, connue sous le nom de couche d'ozone, qui est vitale pour protéger la vie sur Terre du rayonnement UV nocif du Soleil. Au moment où vous atteignez l'exosphère, l'atmosphère est devenue très mince et contient principalement de l'hydrogène et de l'hélium.
Où commence l'atmosphère de la Terre et l'espace?
C'est une question plus difficile que cela ne semble. L'exosphère devient moins dense, plus la surface de la Terre que vous obtenez, mais il n'y a pas de frontière distincte où commence soudainement l'espace.
Certains considèrent que l'exosphère s'étend à environ 6 200 miles (10 000 km) au-dessus de la surface de la terre, tandis que d'autres placent la limite supérieure à 120 000 milles (190 000 km), ce qui est la moitié de la distance de la lune. C'est le point auquel la pression de rayonnement sur les atomes d'hydrogène du soleil dépasse l'attraction gravitationnelle de la terre, ce qui en fait la distance théorique à laquelle ces atomes devraient échapper à l'atmosphère.
Une autre limite est la ligne Kármán. Il s'agit d'une frontière à environ 62 miles (100 km) au-dessus de la surface et est le point où l'atmosphère est trop mince pour soutenir le vol aéronautique. Ceci est souvent considéré comme le point où commence l'espace, bien qu'il soit bien dans l'exosphère.
Pourquoi l'atmosphère de la Terre compte
Il y a beaucoup plus dans l'atmosphère de la Terre que nous pourrions d'abord le réaliser, avec certaines définitions qui se prolongent à mi-chemin de la lune. Nous avons tendance à le prendre pour acquis, mais notre atmosphère joue de nombreux rôles vitaux dans la protection de la vie sur notre planète.
La couche d'ozone dans la stratosphère nous protège du rayonnement UV nocif du soleil. Sans cet écran solaire naturel protecteur, notre planète serait soumise à des niveaux élevés de rayonnement UV, ce qui peut augmenter le risque de cancer et endommager les écosystèmes.
L'atmosphère nous offre également une protection contre les objets physiques de l'espace; Il vous suffit de regarder la surface crampée de la lune pour voir la différence qu'un manque d'atmosphère peut faire.
L'atmosphère terrestre emprisonne également la chaleur du soleil, dans ce qui est connu comme l'effet de serre, et sans ce phénomène, la Terre serait un endroit beaucoup plus froid, ce qui le rend beaucoup plus hostile à la vie. Malheureusement, les émissions artificielles rendent cet effet plus puissant, ce qui fait se réchauffer la troposphère et la mésosphère se refroidir, avec des conséquences potentiellement catastrophiques.
Le rôle le plus vital de l'atmosphère, cependant, est qu'il nous fournit un air respirant. Il contient l'oxygène que les humains et les animaux doivent respirer et le dioxyde de carbone dont les plantes ont besoin pour effectuer la photosynthèse. Même si nous pouvions survivre au rayonnement UV et à la bombardement des météores, sans notre atmosphère, la vie sur Terre ne serait pas possible.
Nous nous retrouvons rarement à penser à l'air qui nous entoure, ou aux kilomètres d'atmosphère au-dessus de nous qui nous protègent des conditions dures de l'espace. Vous pourriez considérer l'atmosphère comme une fine bulle d'air autour de la terre où tout notre temps se produit, mais c'est beaucoup plus complexe que cela. Il existe de nombreuses régions avec des propriétés radicalement différentes, chacune ayant son rôle à jouer.
La prochaine fois que vous verrez une étoile de tournage, peut-être prendre un moment pour penser que ce que vous voyez réellement, c'est un météore qui brûle dans la mésosphère. La prochaine fois que vous serez dans un avion, en naviguant sous le soleil au-dessus des nuages, nous enroulons votre voisin en sachant que vous êtes entré dans la stratosphère, et qu'en fait, il est loin de la plus haute couche de notre atmosphère.
