Astronomie

Comment peut-on compter les couches d'atmosphère ?

Comment peut-on compter les couches d'atmosphère ?

Comment pouvons-nous compter les couches d'atmosphère même s'il n'y a pas de lignes ou de frontières qui séparent l'atmosphère ?


Ce n'est pas parce qu'il est transparent à l'œil humain qu'ils sont identiques. Ils diffèrent par la chimie, les propriétés physiques et les processus dominants. L'une des principales propriétés distinctives des couches dans l'image que vous montrez est la température, les limites sont indiquées par l'endroit où le gradient de température inverse le signe.

La troposphère est la couche la plus dense et la plus superficielle où le temps se produit, assez turbulent, la température diminue en moyenne de manière adiabatique.

Au-dessus, vous trouvez la stratosphère qui est généralement bien stratifiée et moins turbulente que la troposphère - et la température augmente à mesure que vous montez jusqu'à la stratopause. C'est la région où se trouve la couche d'ozone.

La thermosphère est à nouveau indiquée par la baisse de température au fur et à mesure que vous montez, mais elle est déjà très mince (moins de 1/1000 de la pression de surface). Une grande partie de l'air ici est déjà ionisée (l'ionosphère fait partie de la thermosphère).

Et au-delà de cela, vous trouvez l'exosphère où le constituant le plus abondant est l'hydrogène car il est plus léger que les éléments plus lourds que sont l'azote et l'oxygène qui composent la plupart des molécules dans les couches atmosphériques inférieures. Dans la mesure où vous pouvez toujours attribuer une température, il fait de plus en plus chaud au fur et à mesure que vous montez.


Atmosphère

L'atmosphère terrestre est bien plus que l'air que nous respirons. Un voyage de la surface de la Terre vers l'espace entraînerait le passage à travers cinq couches différentes, chacune avec des caractéristiques très différentes.

Chimie, Sciences de la Terre, Astronomie, Physique

Lune Terre Troposphère

Des nuages ​​nocturnes bleu-argent s'étendent bien au-dessus de la troposphère orange, la partie la plus basse et la plus dense de l'atmosphère terrestre.

Photographie de la NASA prise par l'équipage de l'expédition 28 à bord de la Station spatiale internationale

Chercher. En haut. Les nuages ​​que vous voyez dans le ciel, le vent qui déplace les arbres ou le drapeau dans votre cour d'école, même le soleil que vous ressentez sur votre visage sont tous le résultat de l'atmosphère terrestre.

L'atmosphère terrestre s'étend de la surface de la planète jusqu'à 10 000 kilomètres (6 214 miles) au-dessus. Après cela, l'atmosphère se fond dans l'espace. Tous les scientifiques ne s'entendent pas sur la limite supérieure réelle de l'atmosphère, mais ils peuvent convenir que la majeure partie de l'atmosphère est située près de la surface de la Terre et jusqu'à une distance d'environ huit à 15 kilomètres (cinq à neuf milles).

Alors que l'oxygène est nécessaire à la plupart de la vie sur Terre, la majorité de l'atmosphère terrestre n'est pas de l'oxygène. L'atmosphère terrestre est composée d'environ 78 pour cent d'azote, 21 pour cent d'oxygène, 0,9 pour cent d'argon et 0,1 pour cent d'autres gaz. Des traces de dioxyde de carbone, de méthane, de vapeur d'eau et de néon sont quelques-uns des autres gaz qui composent les 0,1 pour cent restants.

L'atmosphère est divisée en cinq couches différentes, en fonction de la température. La couche la plus proche de la surface de la Terre est la troposphère, qui s'étend à environ sept et 15 kilomètres (cinq à 10 milles) de la surface. La troposphère est la plus épaisse à l'équateur et beaucoup plus mince aux pôles Nord et Sud. La majorité de la masse de l'atmosphère entière est contenue dans la troposphère et entre environ 75 et 80 pour cent. La plupart de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, ainsi que des particules de poussière et de cendres, se trouvent dans la troposphère, ce qui explique pourquoi la plupart des nuages ​​​​de la Terre se trouvent dans cette couche. Les températures dans la troposphère diminuent avec l'altitude.

La stratosphère est la couche suivante à partir de la surface de la Terre. Il s'étend du sommet de la troposphère, appelé tropopause, à une altitude d'environ 50 kilomètres (30 miles). Les températures dans la stratosphère augmentent avec l'altitude. Une forte concentration d'ozone, une molécule composée de trois atomes d'oxygène, constitue la couche d'ozone de la stratosphère. Cet ozone absorbe une partie du rayonnement solaire entrant, protégeant la vie sur Terre des rayons ultraviolets (UV) potentiellement nocifs, et est responsable de l'augmentation de la température en altitude.

Le sommet de la stratosphère s'appelle la stratopause. Au-dessus se trouve la mésosphère, qui atteint jusqu'à environ 85 kilomètres (53 miles) au-dessus de la surface de la Terre. Les températures diminuent dans la mésosphère avec l'altitude. En fait, les températures les plus froides de l'atmosphère se situent près du sommet de la mésosphère et environ -90°C (-130°F). L'atmosphère est mince ici, mais toujours suffisamment épaisse pour que les météores brûlent lorsqu'ils traversent la mésosphère et créent ce que nous voyons comme des étoiles filantes. La limite supérieure de la mésosphère s'appelle la mésopause.

La thermosphère est située au-dessus de la mésopause et s'étend sur environ 600 kilomètres (372 miles). On ne sait pas grand-chose sur la thermosphère, sauf que les températures augmentent avec l'altitude. Le rayonnement solaire rend les régions supérieures de la thermosphère très chaudes, atteignant des températures aussi élevées que 2000°C (3600°F).

La couche supérieure, qui se confond avec ce qui est considéré comme l'espace extra-atmosphérique, est l'exosphère. L'attraction de la gravité terrestre est si faible ici que des molécules de gaz s'échappent dans l'espace.

Des nuages ​​noctilucents bleu argenté s'étendent bien au-dessus de la troposphère de couleur orange, la partie la plus basse et la plus dense de l'atmosphère terrestre.

Photographie de la NASA prise par l'équipage de l'expédition 28 à bord de la Station spatiale internationale


La frontière entre la Terre et l'Espace

La frontière entre l'espace et "pas l'espace" est vraiment déterminée par notre atmosphère. Ici-bas à la surface de la planète, il est assez épais pour supporter la vie. S'élevant dans l'atmosphère, l'air se raréfie progressivement. Il y a des traces des gaz que nous respirons à plus de cent milles au-dessus de notre planète, mais finalement, ils s'éclaircissent tellement que ce n'est pas différent du quasi-vide de l'espace. Certains satellites ont mesuré des fragments ténus de l'atmosphère terrestre à plus de 800 kilomètres (près de 500 miles). Tous les satellites orbitent bien au-dessus de notre atmosphère et sont officiellement considérés comme "dans l'espace". Étant donné que notre atmosphère s'amincit progressivement et qu'il n'y a pas de frontière nette, les scientifiques ont dû établir une « frontière » officielle entre l'atmosphère et l'espace.

Aujourd'hui, la définition communément admise de l'endroit où commence l'espace est d'environ 100 kilomètres (62 miles). On l'appelle aussi la ligne von Kármán. Quiconque vole à plus de 80 km (50 miles) d'altitude est généralement considéré comme un astronaute, selon la NASA.


Pour comprendre l'atmosphère, il faut pouvoir la mesurer. Nous le mesurons directement en lançant un pack d'instruments, appelé radiosonde, à l'aide de ballons météo. Le ballon peut être rempli d'hélium, mais il est généralement rempli d'hydrogène car il est moins cher et plus largement disponible.

Au fur et à mesure que le ballon monte, il grossit. En effet, la pression de l'air diminue dans la haute atmosphère, ce qui signifie que la pression de l'air à l'intérieur du ballon qui sort est relativement plus élevée. Une fois que le ballon atteint environ 20 miles dans l'atmosphère, il éclate et la radiosonde retombe au sol avec un parachute.

Les ballons sont lancés deux fois par jour à 0 et 12 UTC (6h et 18h heure centrale en hiver, 7h et 19h en été) dans environ 80 stations aux États-Unis, fournissant des profils verticaux de température, d'humidité et de vent et nous aidant à comprendre l'état actuel de l'atmosphère afin que nous puissions faire des prévisions plus précises.

Plus d'information:


Quelle est l'épaisseur des couches de l'atmosphère?

le épaisseur du troposphère varie d'environ 7 à 8 km (5 mi) aux pôles à environ 16 à 18 km (10 à 11 mi) à l'équateur. De plus, sa hauteur varie selon les saisons, étant plus fine en hiver lorsque l'air est le plus dense.

On peut aussi se demander quelle est l'épaisseur de l'exosphère ? La couche la plus externe exosphère est le bord même de notre atmosphère. Cette couche sépare le reste de l'atmosphère de l'espace. C'est environ 6 200 miles (10 000 kilomètres) épais.

quelle est l'épaisseur de l'atmosphère terrestre ?

L'atmosphère terrestre est d'environ 300 milles (480 kilomètres) d'épaisseur, mais la plus grande partie se trouve à moins de 16 km de la surface. La pression atmosphérique diminue avec l'altitude. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est d'environ 14,7 livres par pouce carré (1 kilogramme par centimètre carré).

Quelle est la taille de chaque couche de l'atmosphère?

Hors exosphère, le atmosphère a quatre primaires couches, qui sont la troposphère, la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère. Du plus haut au plus bas, les cinq principaux couches sont : Exosphère : 700 à 10 000 km (440 à 6 200 milles) Thermosphère : 80 à 700 km (50 à 440 milles)


Qu'est-ce que l'atmosphère terrestre ?

L'atmosphère terrestre est une collection de gaz, et elle entoure la planète entière. La science de l'atmosphère concerne la science de l'atmosphère. Il s'agit de la dynamique du fonctionnement du système atmosphérique terrestre. L'atmosphère est une enveloppe d'air composée de divers gaz entourant la terre et reposant à sa surface. Il a un poids de masse et une forme indéfinie. L'atmosphère est composée de 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et 1 % d'autres gaz comme l'argon ou l'hélium. Certains de ces éléments sont plus lourds que d'autres.

Les éléments les plus lourds comme l'oxygène se déposent à la surface de la terre. Alors que les éléments les plus légers s'élèvent à des altitudes plus élevées, la majeure partie de l'oxygène de l'atmosphère est contenue dans la zone située en dessous de 35 000 pieds. Cependant, il existe différents types de pression car les pilotes sont concernés par la pression atmosphérique. L'épaisseur de l'atmosphère est limitée, et donc, plus l'altitude est élevée, moins il y a d'air au-dessus. Pour cette raison, le poids de l'atmosphère à 18 000 pieds est d'environ la moitié.

La pression atmosphérique varie avec le temps et le lieu. En raison de la pression atmosphérique changeante, un point de référence standard a été développé. L'atmosphère standard au niveau de la mer est une température de 15 degrés Celsius et une pression de surface de 29,92 pouces de mercure ou 1013 point 2 millibars. Le taux de chute de température standard est lorsque la température diminue à un taux d'environ 2 degrés Celsius par millier de pieds jusqu'à une altitude de 36 000 pieds à 36 000 pieds.

La température est d'environ 65 degrés Fahrenheit ou moins 55 degrés Celsius au-dessus. À ce stade, la température est considérée comme constante, jusqu'à 80 000 pieds. Un taux de chute de pression standard est lorsque la pression diminue à un taux d'environ un pouce de mercure par 1000 pieds d'altitude à 10 000 pieds. L'Organisation de l'aviation civile internationale ou OACI a établi ces taux de chute de pression et de température dans le monde entier.


Activité magnétique solaire-terrestre et environnement spatial

CONFIGURATION SPATIALE DU CHAMP MAGNÉTIQUE

Les observations du champ magnétique solaire sont normalement limitées aux couches photosphériques et chromosphériques en raison de la difficulté des observations sur la couronne solaire et de l'opacité de l'atmosphère solaire à la sous-atmosphère. Le Hβ les magnétogrammes fournissent la distribution du champ magnétique chromosphérique à plus de 1000 km au-dessus de la photosphère ( Zhang et Zhang, 2000a ). Les observations aux deux couches de l'atmosphère solaire fournissent des résultats intéressants.

L'extension du champ magnétique

Non uniforme du champ magnétique au-dessus de la photosphère . •

Les caractéristiques fibrillaires du champ magnétique dans les régions actives peuvent être trouvées dans le chromosphérique Hβ magnétogrammes des régions actives ( Zhang et al., 1991 ). En comparaison avec les magnétogrammes vectoriels photosphériques correspondants, il fournit les informations de base du champ magnétique dans les régions actives de la basse atmosphère solaire, c'est-à-dire que le champ magnétique s'étend vers le haut sous la forme de fibrilles.

La similitude sur la distribution des H photosphériques et chromosphériques longitudinauxβ des magnétogrammes dans le Soleil tranquille ont été trouvés ( Zhang et Zhang, 2000a,b ). Cela signifie que le flux magnétique photosphérique s'étend dans la chromosphère et ne montre plus de diffusion.

La configuration du champ magnétique déduite par les motifs morphologiques.

On pense normalement que la configuration morphologique coronale fournit des informations sur le champ magnétique ( Zhang, et al., 1999 2000 ). La comparaison sur la relation entre le TRACE 171 et les caractéristiques magnétiques photosphériques nous donne des informations sur la forme d'extension du champ magnétique de la photosphère dans la couronne.

Contrairement au modèle de canopée du champ magnétique, à partir de ces observations, un modèle alternatif de fibrille-arbre du champ magnétique a été suggéré ( Zhang, et al., 1999 2000 ).

Les structures inversées sur les magnétogrammes chromosphériques

Les structures inverses sur les magnétogrammes chromosphériques par rapport à ceux photosphériques ont été observées par certains auteurs, tels que Chen et al. (1989) . Certaines analyses sur ces configurations inverses ont également été discutées par certains auteurs, tels que Li et al. (1994) , Zhang (1995a) et Almada (1997) , qui fournissent une explication possible sur les caractéristiques magnétiques tordues et inclinées au-dessus de la photosphère ou d'autres effets d'observation.


Couches de l'atmosphère dans l'ordre

Ici, nous avons mentionné la Terre 5 couches de l'atmosphère dans l'ordre avec le bon schéma (image). Nous avons également donné des détails sur les 4 pauses dans l'atmosphère.

5 couches de l'atmosphère dans l'ordre

1. Troposphère

La troposphère est la première et couche la plus basse de l'atmosphère de la terre. Il s'étend de la surface de la terre à une hauteur moyenne de 12 km. La troposphère contient plus de 80% de la masse de l'atmosphère terrestre.

On peut dire, c'est notre couche parce que nous vivons au fond de cette couche qui s'appelle la surface de la terre. C'est la couche où nous pouvons découvrez la météo et les saisons de la terre. Donc, cette couche est également appelée «couche météo».

La vapeur d'eau, les nuages, l'humidité et d'autres vents associés aux conditions météorologiques se trouvent tous dans cette couche. À 5 km de la surface de la terre, il contient 50% masse de gaz atmosphériques. La température de cette couche décroît avec la hauteur et varie de (25ºC à -60°C) de la surface à la zone de tropopause.

La couche de troposphère est accessible par avion à hélice.

Tropopause

La tropopause est la zone de transition de la troposphère et de la stratosphère. Il se situe au sommet de la couche troposphère et au bas de la couche stratosphère. A cette zone/hauteur, la température cesse de baisser. (« tropo » signifie « changer » et « pause » signifie « arrêter »).

2. Stratosphère

La stratosphère est la deuxième couche de l'atmosphère de la surface de la terre. Il se situe au-dessus de la troposphère et au-dessous de la mésosphère. La stratosphère s'étend de 12 km à 50 km de la surface terrestre.

Dans cette couche, la température augmente avec l'altitude et varie de (-60°C à 4°C) de la tropopause à la stratopause. L'ozone (O3) est présent dans cette couche. La couche d'ozone absorbe le rayonnement ultraviolet du soleil et augmente la température de cette couche.

Cette couche est exempte de nuages ​​et d'autres turbulences atmosphériques associées aux conditions météorologiques. De ce fait, il offre les meilleures conditions pour le le vol de jets et de gros avions.

Avion à réaction pourrait atteindre le niveau de la couche stratosphère.

Stratopause

À environ 50 km de la surface de la terre la température recommence à baisser et constitue la zone de pause de la stratosphère appelée stratopause. La stratopause est une zone de transition et se situe entre le haut de la stratosphère et le bas de la couche de mésosphère.

3. Mésosphère

C'est le 3ème couche de l'atmosphère de la surface de la terre et contient la région au-dessus de la stratosphère et au-dessous de la thermosphère. La mésosphère s'étend une altitude de 50 km à 80 km de la surface de la terre.

La température de cette couche intermédiaire de l'atmosphère diminue avec l'altitude et varie de (4 °C à -90 °C) de la stratopause à la zone mésopause. le la mésosphère est la couche la plus froide de l'atmosphère avec une température moyenne de -80ºC.

Cette couche nous aide en brûlant la plupart des météores. La couche mésosphère est accessible par avion propulsé par fusée.

Juste en dessous de la mésopause, la couche de mésosphère contient nuages ​​nocturnes (nuages ​​brillants). Ces nuages ​​nocturnes sont les plus hauts nuages ​​de l'atmosphère et sont constitués de cristaux de glace.

Mésopause

À environ 80 km à partir de la surface de la terre, la température recommence à augmenter et c'est la fin de la mésosphère appelée mésopause. Il se situe entre la couche de mésosphère et la couche de thermosphère.

4. Thermosphère

La thermosphère est la 4ème couche de l'atmosphère de la surface de la terre et est la 2ème couche la plus élevée. La thermosphère se situe entre la mésosphère et la couche d'exosphère. Il s'étend sur une hauteur de 80 km à 700 km dans l'atmosphère de la terre.

Les gaz de cette couche absorbent les rayons X et le rayonnement ultraviolet du soleil. En raison de cette absorption de rayonnement, il élève la température de la couche d'environ 1500 degrés Celsius. Par conséquent, dans la couche de thermosphère, la température varie de (-90 °C à 1 500 °C) de la mésopause à la thermopause.

La couche de thermosphère nous protège des météores et satellites obsolètes en brûlant avec sa température élevée. Donc cette couche brûle le débris spatiaux venir vers la terre.

parfois lumières d'aurore peut être vu dans la couche de thermosphère.

Ionosphère:-

La température élevée de cette couche brise les molécules des gaz en particules ou ions chargés positivement et négativement. La couche de thermosphère est donc aussi appelée ionosphère. L'ionosphère s'étend principalement à environ 80 km à 550 km au-dessus de la surface de la terre. Ces ions de l'ionosphère réfléchissent l'onde radio vers l'espace, ce qui entraîne une haute gamme communications radio.

Station spatiale internationale (ISS) orbites à une hauteur inférieure de 300 km à 400 km de la surface de la Terre, c'est donc la couche où se trouve l'ISS.

À environ 60 kilomètres de la surface de la Terre, la localisation de la magnétosphère commence. Principalement de la région de la thermosphère et il s'étend jusqu'à 30000 - 60000 km, dépend de nombreux facteurs.

La magnétosphère de la terre et les 5 couches de l'atmosphère de la terre sont toutes deux des termes différents mais aident d'une manière ou d'une autre la terre. En savoir plus sur la magnétosphère de la terre ici.

Thermopause

La zone de transition de la fin de la thermosphère et du début de l'exosphère est la thermopause.

5. Exosphère

C'est le couche la plus haute de l'atmosphère et se situe au-dessus de la thermopause. Il est situé à une altitude de 700 km à 10 000 km de la surface de la terre.

Cette couche a gaz à faible densité comme l'hydrogène, l'hélium, l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone. Les atomes et les molécules de ces gaz sont particules libres et n'entrent généralement pas en collision les uns avec les autres. Ces particules peuvent parcourir des centaines de kilomètres sans une seule collision.

La couche d'exosphère contient beaucoup de satellites qui gravitent autour de la terre.


Autres parties de l'atmosphère

Tropopause

La façon dont l'énergie solaire ou la lumière du soleil est absorbée lorsqu'elle se déplace vers le bas dans l'atmosphère provoque des variations de température dans les cinq couches. Le principal absorbeur d'énergie solaire est la surface de la terre. Une partie de cette énergie est régénérée sous forme de chaleur par la terre, réchauffant la troposphère. Jusqu'à la tropopause, la température globale moyenne dans la troposphère diminue rapidement avec l'altitude. La tropopause est une frontière entre la troposphère et la stratosphère.

Stratopause et Mésopause

Les températures commencent à augmenter avec l'altitude dans la stratosphère. Cette chaleur est causée par le rayonnement ultraviolet du soleil absorbé par l'ozone (O3). A la stratopause, la température n'augmente plus avec l'altitude. Parce que la mésosphère sus-jacente n'absorbe pas d'une manière ou d'une autre le rayonnement solaire, la température diminue avec l'altitude, cependant, la température commence à augmenter avec l'élévation à la mésopause, et cette tendance se poursuit dans la thermosphère.


La Terre, notre planète qui soutient la vie

La Terre, la troisième planète la plus proche du Soleil, est également la seule planète connue qui abrite la vie. L'atmosphère contient 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et 1 % d'argon. Les couches atmosphériques sont - par ordre de distance du niveau de la mer - la troposphère (10 km), la stratosphère (45 km), la mésosphère (80 km), la thermosphère (200 km) et l'exosphère (400 km). La station spatiale Mir tournait auparavant à 365 km au-dessus et la navette spatiale tournait à 260 km. La couche d'ozone, un bouclier important qui éloigne les rayons UV les plus dangereux, est située à 50 km au-dessus du niveau du sol. Les rayons UV à haute énergie frappent les particules d'ozone (O3), provoquant leur décomposition en oxygène (O2) et des atomes de monoxyde, qui se rejoignent pour former O3 de nouveau. Ce cycle constant empêche les radiations dangereuses de provoquer le cancer de la peau et de faire fondre les calottes glaciaires polaires. Cependant, à cause de la pollution - la libération de chlorofluorocarbures dans l'atmosphère - un trou est apparu dans l'ozone au-dessus des calottes polaires. Les CFC qui s'approchent de l'équateur sont aspirés dans l'atmosphère, circulent sur l'ensemble du globe et finissent par se rassembler aux pôles. Ces molécules de chlore stables réagissent avec et rendent inerte - au pire détruisant progressivement - l'ozone.

La croûte a jusqu'à 70 km d'épaisseur et commence à seulement 6 km sous l'océan, où la température est d'environ 1050 °C. La couche suivante, appelée le manteau, a une épaisseur de 2900 km avec une température de base d'environ 3700°C, bien que la haute pression la maintienne solide comme un roc. Le noyau externe de 2 200 degrés Celsius a une épaisseur de 2 000 km et est principalement composé de fer liquide. Enfin, le noyau interne a une épaisseur de 2740 km et se compose de fer massif et de nickel. La température au cœur est d'environ 4500°C. La croûte est constituée de nombreuses « plaques » vastes qui se déplacent constamment très lentement. L'endroit où deux plaques se touchent est une "faute", qui est responsable de la création de nouvelles îles - via la libération de lave en fusion dans l'eau - lorsqu'elles sont situées juste sous l'océan. Le mont Everest, l'élément de surface le plus élevé de la Terre, atteint jusqu'à 8 km au-dessus du niveau de la mer.

Les océans couvrent 71 % de la surface de la Terre. C'est à partir de ces eaux que la vie a émergé pour la première fois, qui à son tour, selon la théorie, a été amenée dans les eaux par les astéroïdes au cours des premiers jours du système solaire. Nous ne savons pas si la vie intelligente existe ailleurs sur d'autres planètes. Beaucoup de gens pensent que Mars abrite certaines bactéries et que certaines formes de vie peuvent peut-être résister aux températures élevées de Vénus. Mais il y a des millions d'étoiles dans notre galaxie et des millions de galaxies dans l'univers. Et alors que l'univers a 13,7 milliards d'années, la durée de vie humaine dépasse rarement 110 ans. La Terre est peut-être une piqûre d'épingle dans l'espace-temps, mais elle abrite également ce qui peut être les formes de vie les plus solitaires mais les plus intelligentes de l'univers - Homo Sapiens.


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