Gaz atmosphériques
Composition de l’atmosphère
Les gaz atmosphériques sont des gaz situés dans l’atmosphère terrestre. Ces gaz comprennent principalement l’oxygène et l’azote (qui constituent 99% de l’air); bien que les gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d’azote, vapeur d’eau et ozone) constituent 1% de l’air. L’humidité est la quantité de vapeur d’eau dans l’air. L’humidité varie d’un endroit à l’autre et d’une saison à l’autre. Ce fait est évident si vous comparez une journée d’été à Atlanta, en Géorgie, où l’humidité est élevée, avec une journée d’hiver à Phoenix, en Arizona, où l’humidité est faible. Lorsque l’air est très humide, il semble lourd ou collant. L’air sec est généralement plus confortable. Où dans le monde la vapeur d’eau atmosphérique moyenne est-elle plus élevée et où est-elle plus basse et pourquoi? Une humidité plus élevée se trouve autour des régions équatoriales car les températures de l’air sont plus élevées et l’air chaud peut contenir plus d’humidité que l’air plus frais. L’humidité est plus faible près des régions polaires car la température de l’air est plus basse. Une partie de ce qui se trouve dans l’atmosphère n’est pas du gaz.
L’air dans notre atmosphère contient également des composants variables. Ces composants variables comprennent la vapeur d’eau, les particules de poussière et l’ozone. Bien que ceux-ci se trouvent en petites quantités, ils peuvent avoir des effets importants sur le temps et le climat.
Vapeur d’eau
La quantité d’eau dans l’atmosphère varie entre 1 et 4%. Pourquoi une si petite quantité est-elle si importante? La vapeur d’eau est la source de tous les nuages et des précipitations, et c’est souvent la raison la plus courante pour laquelle les gens pensent à l’eau. Mais l’eau fait aussi autre chose. Il a la capacité, comme le dioxyde de carbone, d’absorber l’énergie thermique dégagée par la Terre. Il peut également absorber l’énergie solaire. Lorsque l’eau passe d’un état à un autre, elle absorbe ou libère de la chaleur. Cette chaleur est souvent appelée chaleur latente (cachée). C’est la source d’énergie qui aide à provoquer de nombreuses tempêtes.
Poussière
La poussière est bien plus que de petites taches de saleté. Il comprend des particules microscopiques invisibles à l’œil nu, notamment du pollen, des spores et des graines. Les particules de poussière se trouvent le plus souvent dans la troposphère, près de la surface de la Terre. Cependant, il y a aussi de la poussière dans la haute atmosphère, car une partie de la poussière est transportée à de grandes hauteurs par la montée des courants d’air. D’autres particules de poussière peuvent être des restes de météores qui se désintègrent au fur et à mesure qu’ils traversent l’atmosphère terrestre.
Alors pourquoi la poussière est-elle si importante? Ils agissent comme des surfaces où l’eau peut se condenser (se regrouper), formant des nuages à partir desquels les gouttelettes d’eau peuvent grossir et tomber au sol sous forme de neige ou de pluie. Sans poussière, vous ne pourriez voir ni nuages ni brouillard. La poussière peut également absorber ou refléter le rayonnement solaire entrant. Lorsque la poussière dans l’atmosphère est élevée, comme ce serait le cas après une explosion volcanique, la quantité de lumière solaire atteignant la surface de la Terre diminue. La poussière peut également contribuer à la diffusion de la lumière, provoquant davantage de levers ou couchers de soleil orange et rouges.
Ozone
L’ozone est une forme d’oxygène qui combine trois atomes d’oxygène en une seule molécule (O 3 ). Il y a très peu de ce gaz dans l’atmosphère et il est concentré dans la stratosphère. L’ozone absorbe le rayonnement ultraviolet (UV), et sans lui la Terre serait inhabitable.
Composition moyenne de l’atmosphère jusqu’à une altitude de 25 km
| Nom du gaz | Formule chimique | Volume en pourcentage |
| Azote | N2 | 78,08% |
| Oxygène | O2 | 20,95% |
| *L’eau | H2O | 0 à 4% |
| Argon | Ar | 0,93% |
| *Dioxyde de carbone | CO2 | 0,0360% |
| Néon | Ne | 0,0018% |
| Hélium | He | 0,0005% |
| *Méthane | CH4 | 0,00017% |
| Hydrogène | H2 | 0,00005% |
| *Oxyde nitreux | N2O | 0,00003% |
| *Ozone | O3 | 0,000004% |
*gaz variables
Pression atmosphérique et densité
L’atmosphère a des propriétés différentes à différentes altitudes au-dessus du niveau de la mer ou altitudes. La densité de l’air (le nombre de molécules dans un volume donné) diminue avec l’augmentation de l’altitude. C’est pourquoi les gens qui escaladent de hautes montagnes, comme le mont Everest, doivent installer un camp à différentes altitudes pour permettre à leurs corps de s’habituer à la diminution de l’air.
Pourquoi la densité de l’air diminue-t-elle avec l’altitude? La gravité tire les molécules de gaz vers le centre de la Terre. L’attraction de la gravité est plus forte plus près du centre au niveau de la mer. L’air est plus dense au niveau de la mer où l’attraction gravitationnelle est plus importante.
Les gaz au niveau de la mer sont également comprimés par le poids de l’atmosphère au-dessus d’eux. La force de l’air qui pèse sur une unité de surface est connue comme sa pression atmosphérique . La raison pour laquelle nous ne sommes pas écrasés par ce poids est que les molécules à l’intérieur de nos corps poussent vers l’extérieur pour compenser. La pression atmosphérique se fait sentir dans toutes les directions, pas seulement d’en haut.
À des altitudes plus élevées, la pression atmosphérique est plus basse et l’air est moins dense qu’à des altitudes plus élevées.
Bien que la densité de l’atmosphère change avec l’altitude, la composition reste la même avec l’altitude, à une exception près. Dans la couche d’ozone, à environ 20 km à 40 km au-dessus de la surface, il y a une plus grande concentration de molécules d’ozone que dans d’autres parties de l’atmosphère.
