cycles externes - atmosphère
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Cycles Externes - Atmosphère. François Gheusi [email protected] Google: « cycles externes atmosphère ». Vue de l’épaisseur de l’atmosphère. Fraction de la masse totale de l’atmosphère au-dessous de l’altitude z. M 0,z / M 0,∞ = ( P 0 – P(z) ) / P 0. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Vue de l’épaisseur de l’atmosphère
Fraction de la masse totale de l’atmosphère au-dessous de l’altitude z
Pression (hPa) M0,z / M0,∞ Altitude z (km)
500 50% 5,5
250 75% 10,5
100 90% 16
10 99% 30
1 99,9% 50
10-8 99,999999999% 500
M0,z / M0,∞ = ( P0 – P(z) ) / P0
Rétention des gaz atmosphériques pas les planètes
La vitesse d’agitation thermique d’un gaz dépend de sa masse molaire et de la température (droites sur le graphe – attention ! les échelles en abscisse et ordonnées ne sont pas linéaires !)
En outre chaque planète est repérée par sa température de surface (abscisse) et sa vitesse d’échappement (ordonnée).
Un gaz est retenu par une planète à condition que sa vitesse d’agitation ne dépasse pas la vitesse d’échappement de la planète, soit sur le graphe lorsque la droite caractérisant le gaz passe sous la planète.
Les planètes géantes gazeuses (en haut à droite) peuvent garder tous les gaz, y compris le plus léger, l’hydrogène.
La Lune et Mercure (en bas à gauche) ne peuvent en retenir aucun.
Quelques caractéristiques des atmosphères planétaires du système solaire :
Planètes telluriques
Vénus Terre Mars Terre
sans viePression au sol (bar)
92 1 0,0007 70
Température au sol (°C)
~ 460 -90 à +50
-70 à 0 chaud !
Composants principaux
CO2 (96,5%)
N2
N2 (78%)
O2 (21%)
CO2 (95%)
N2
CO2 (99,8%)
N2
Quelques caractéristiques des atmosphères planétaires du système solaire :
Planètes géantes gazeuses
Jupiter Saturne Uranus Neptune
Pression au « sol » inconnue, très élevéeTempérature (°C)
partie sup. de l’atm. -145 -133 -223 -193
Composants principaux
H2 (82%)
He (17%)
H2 (93%) H2 H2
Evolution du dioxygène, de l’ozone et de la vie sur Terre
Structure verticale de l’atmosphère
Une aurore polaire dans la thermosphère, vue depuis la navette spatiale
Magnétosphère terrestre
Composition de l’atmosphère terrestre actuelle
Constituant Etat Rapport de mélange (%)
N2 gaz 78,09 constituants majeursO2 gaz 20,95
Ar (argon) gaz 0,93
Eau (H20) gaz / liq. / sol. 0,33 (mais très variable !)
constituants mineurs
CO2 gaz 0,037
…
Ozone (O3) gaz 0,000001
…
Evolution du CO2 et de la température depuis 1000 ans
Evolution de la température moyenne depuis 1000 ans
Augmentation de l’ozone troposphérique depuis 130 ans
Le spectre électromagnétique (1)
Le spectre électromagnétique (2)
Loi de Planck Loi de déplacement
de Wien
Spectres de Planck à T=300K (Terre) et T=6000K (Soleil)
Spectres de Planck à T=300K (Terre) et T=6000K (Soleil)
Une graduation verticale correspond à une multiplication par 10.La puissance du rayonnement solaire (par unité de surface) est environ 10 millions de fois plus forte que celle du rayonnement terrestre.
Le spectre réel du Soleil comparé à celui du corps noir
Absorption du rayonnement solaire et terrestre par différents gaz atmosphériques
Bilan radiatif moyen de l’atmosphère
(% de l’intensité du rayonnement solaire incident au sommet de l’atmosphère)
Principe de l’effet de serre
Contributions relatives à l’effet de serre
Température moyenne en fonction de la latitude
Pression moyenne en fonction de la latitude
Vent moyen en fonction de la latitude
Circulation générale de l’atmosphère (1)
Circulation générale de l’atmosphère (2)
Bilan radiatif moyen en fonction de la latitude
Energie solaire absorbée par le système Terre + Atm.
Rayonnement IR émis par ce système vers l’espace
Bilan radiatif
+ +- -
Principe de représentation du champ de pression en isobares ou isohypses
Exemple de carte d’isobares (hPa) au niveau de la mer
Exemple de carte d’isohypses (dam) à 500 hPa