Géosciences : Le climat

Le climat

Partie1 atmosphère et océan

1. La circulation atmosphérique

Structure et composition de l’atmosphère Quand étudie la chimie de l’atmosphère ce qu’on voit c’est que l’air sec, Quand on enlève l’eau qui est très variable. l’eau est un élément essentiel de l’atmosphère, elle est présente sous 3 états ( gazeux, solide , liquide). La teneur en eau varie dans les régions essentiellement maritime ou alors proche de l’équateur où il y a un taux d’humidité important vers 5% . Alors qu’il y a des endroits où c’est très très sec ou il y a moins de 1% d’eau (Sibérie ) . Donc en dehors de l’eau l’élément chimique le plus abondant dans l’atmosphère c’est le dioxyde d’azote (N2) quasiment 78,1% et suivis par l’oxygène à 20,9% et ensuite vient l’argon (Ar) un gaz neutre rare à 0,9% et pour finir le CO2 à 0,04%

L’O2 existe dans l’atmosphère depuis 2,5 milliard d’années, avant il y en avait très peu et c’est l’activité biologique qui a produit de l’oxygène qui est dans l’atmosphère. Avant il y avait probablement beaucoup plus de CO2 dans l’atmosphère et pareil c’est l’activité biologique qui a métabolisé/ capturé le CO2 dans des coquilles dans des eaux dans de la matière organique et elle va être ensuite éventuellement enfuit dans le sol . C’est ainsi qu’on va capturer le CO2 de l’atmosphère pour le mettre dans les roches . Voilà deux composant de l’atmosphère N2 et O2 mais après tout un tas d’autres élément chimique .

L’atmosphère elle a une composition chimique qui assez homogène mais elle a une structure dynamique qui est stratifié = différentes couches dans l’atmosphère terrestre

On a une première limite qui sépare de l’espace qui est une couche de gaz.

On a ensuite une deuxième limite puis une troisième et puis encore en dessous on peut voir des nuages . Donc la première couche est la mésosphère, la deuxième la stratosphère et la troisième la Troposphère ce sont des couches importante de l’atmosphère . Et entre chacune de ces couches il y a une limite entre la mésosphère et l’espace (ionosphère ) on a la mésopause, entre la mésosphère et la stratosphère on a la stratopause et entre la stratosphère et la troposphère on a la tropopause . Jusqu’à la limite ionosphère/ mésosphère on a quasiment 80km on va considérer que l’atmosphère terrestre a une épaisseur de 80km, c’est une épaisseur supérieur à la croûte terrestre mais en masse c’est une masse très très faible comparé à la croûte terrestre par exemple

Depuis l’espace la troposphère est rouge ce qui est dû à l’absorption des voûtes longueurs d’onde par la vapeur d’eau, du fait qu’il y a de l’eau

Dans la stratosphère le dégradé du blanc vers le bleu est liée à la variation de pression .

Cette structure de l’atmosphère est particulière et elle dépend de la l’évolution de la température de l’atmosphère. La pression diminue beaucoup lorsqu’on s’éloigne du sol, la pression reprennent la quantité de molécules quand va avoir par unité de volume, les gaz se raréfie lorsqu’on monte en altitude jusqu’à arriver à un quasi vide ce qui correspond à l’espace .

La température varie beaucoup dans l’atmosphère, la troposphère on a une température qui baisse en bas plus chaud (19 degrés) que en haut (- 56 degrés )donc l’air chaud va avoir envie de monter et l’aire froid qui est un peu plus dense va avoir envie de tomber on va donc avoir dans la troposphère des échange de chaleur à l’intérieur avec de la convection. Par contre c’est très différent avec la stratosphère, on va avoir une température faible à la tropopause qui va ensuite augmenter jusqu’à la stratopause pour atteindre environ 0 degrés et donc là on a à la base de la couche de l’aire qui est plus froid et plus dense et l’aire de cette même couche au sommet est plus chaude et moins dense on a donc ici un équilibre Gravitaire l’aire à la base n’a pas envie de monter car plus dense , on vraiment ce qu’on appelle une couche stratifié c’est à dire à l’équilibre, ce qui est à la base va rester à la base et ce qui est au sommet va rester au sommet.

Dans la mésosphère on va voir une variation de température qui baisse, température plus chaude à la base (0) et plus froide au sommet (-90) et du coup on s’attend ici à voir de la convection.

Les différentes couche de l’atmosphère sont relié au variation de la température et donc au mouvements que l’on va avoir à l’intérieur. Et donc la stratosphère agis un peu comme une barrière entre les échanges à la fois thermique et de gaz entre la troposphère et la mésosphère.

On peut voir dans la troposphère un étalement des nuages à différentes profondeurs.

-Les nuages sont constitués sois de petite gouttelettes d’eau sois carrément des petits cristaux de glace

Les cirrus, cirrocumulus et cirrostratus:

-nuage de très haute altitude Localisé entre 5 et 13 km d’altitude sous nos latitudes

- Ces nuages sont constitués de petits cristaux de glace

-ce sont des marqueurs de la tropopause

Dans des altitudes un peu plus faible on a les altocumulus et les altostratus, localisés de 2 à 7 km d’altitude. Ils sont constitué essentiellement de petites gouttelettes d’eau.

A encore plus basse altitude voir au sol on a les stratocumulus et les stratus qui sont entre le sol et 2 km d’altitude.

Les nimbostratus, cumulus et cumulonimbus ce sont des nuages à développement verticale qui peut occuper plusieurs étages même temps

Les cumulo-nimbus sont le siège de fort mouvements convectifs qui homogénéisent la troposphère : plus le nuage va haut plus la chaleur monte et plus la convection est importante

Ils n’ont pas une durée de vie très longue et pas stable. Se refroidissent en se vidant donc la pluie, grande quantité d’eau et ils se forment quand il fait très très très chaud

Les Circus sont souvent issus du sommet de ces tours Convectives qui plafonne à la tropopause

Quand on parle de l’atmosphère on parle de la température qui est à l’origine de ces mouvements de convection.

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