CHAPITRE 1 • L’atmosphère et l’océan
et de -89 °C en Antarctique. Ce fort écart de température est lié à la faible capacité
calorifique de l’air (1 000 J/kg/K), à l’origine de la faible capacité de l’atmosphère
à retenir l’énergie thermique qu’elle acquiert.
FOCUS
Pourquoi fait-il plus chaud à l’équateur qu’aux pôles ?
Tout d’abord, calculons l’énergie solaire reçue par unité de surface terrestre. Après un trajet de 150 millions
de km, le flux provenant du rayonnement solaire qui est disponible pour la Terre est la constante solaire
So d’une valeur de 1 368 W/m2 (figure 1.3). La distance Terre-Soleil étant très grande, le rayonnement
solaire peut être approximé à un faisceau de rayons parallèles, qui couvre la surface d’un disque S de
même rayon que celui de la Terre Rt. L’énergie solaire incidente est donc égale au produit So x S. Or, du
fait de la rotation de la Terre, l’énergie solaire incidente est redistribuée en 1 jour sur l’intégralité de la
surface de la Terre St. Ainsi, pour calculer l’énergie effectivement reçue par la Terre par unité de surface
Qs, il est nécessaire de diviser l’énergie solaire incidente par la surface terrestre et on obtient 342 W/m2.
Figure 1.3
Répartition
de l’énergie
solaire sur la
surface terrestre.
Étant donné que la Terre est une planète sphérique et caractérisée par une inclinaison de son axe de
rotation d’environ 23°, le même faisceau de rayons parallèles irradie une surface Sj à l’équateur plus
petite que la surface S2 aux moyennes et hautes latitudes. Dès lors, il en résulte une inégale répartition
de l’énergie solaire à la surface de la Terre : l’énergie solaire reçue par unité de surface à l’équateur est
supérieure à l’énergie solaire reçue aux moyennes et hautes latitudes.
Brouillard et rosée :
mise en évidence de la
présence d'eau dans
l'atmosphère.
1.2 Les caractéristiques chimiques
Le brouillard ou de la rosée du matin offre un bon témoignage de la présence de
molécules de H2O dans l’atmosphère (voir ci-contre). Le brouillard est visible car
il correspond à un nuage fait de gouttelettes d’eau liquide (et non de vapeur d'eau
qui est inodore et invisible).
Outre cette observation empirique, les scientifiques ont développé des techniques
instrumentales pour déterminer la composition chimique de l'atmosphère de la
Terre : mesures au sol dans des stations et aéroportées, ballons-sondes stratosphériques, tour instrumentale pouvant atteindre plus de 300 mètres (tour d’observation
en Amazonie), satellites (figure 1.1).
Les mesures montrent que l’atmosphère terrestre est une enveloppe de gaz essentiellement formée de diazote (N2). de dioxygène (O2) et d'argon (Ar). Elle contient
ii
et de -89 °C en Antarctique. Ce fort écart de température est lié à la faible capacité
calorifique de l’air (1 000 J/kg/K), à l’origine de la faible capacité de l’atmosphère
à retenir l’énergie thermique qu’elle acquiert.
FOCUS
Pourquoi fait-il plus chaud à l’équateur qu’aux pôles ?
Tout d’abord, calculons l’énergie solaire reçue par unité de surface terrestre. Après un trajet de 150 millions
de km, le flux provenant du rayonnement solaire qui est disponible pour la Terre est la constante solaire
So d’une valeur de 1 368 W/m2 (figure 1.3). La distance Terre-Soleil étant très grande, le rayonnement
solaire peut être approximé à un faisceau de rayons parallèles, qui couvre la surface d’un disque S de
même rayon que celui de la Terre Rt. L’énergie solaire incidente est donc égale au produit So x S. Or, du
fait de la rotation de la Terre, l’énergie solaire incidente est redistribuée en 1 jour sur l’intégralité de la
surface de la Terre St. Ainsi, pour calculer l’énergie effectivement reçue par la Terre par unité de surface
Qs, il est nécessaire de diviser l’énergie solaire incidente par la surface terrestre et on obtient 342 W/m2.
Figure 1.3
Répartition
de l’énergie
solaire sur la
surface terrestre.
Étant donné que la Terre est une planète sphérique et caractérisée par une inclinaison de son axe de
rotation d’environ 23°, le même faisceau de rayons parallèles irradie une surface Sj à l’équateur plus
petite que la surface S2 aux moyennes et hautes latitudes. Dès lors, il en résulte une inégale répartition
de l’énergie solaire à la surface de la Terre : l’énergie solaire reçue par unité de surface à l’équateur est
supérieure à l’énergie solaire reçue aux moyennes et hautes latitudes.
Brouillard et rosée :
mise en évidence de la
présence d'eau dans
l'atmosphère.
1.2 Les caractéristiques chimiques
Le brouillard ou de la rosée du matin offre un bon témoignage de la présence de
molécules de H2O dans l’atmosphère (voir ci-contre). Le brouillard est visible car
il correspond à un nuage fait de gouttelettes d’eau liquide (et non de vapeur d'eau
qui est inodore et invisible).
Outre cette observation empirique, les scientifiques ont développé des techniques
instrumentales pour déterminer la composition chimique de l'atmosphère de la
Terre : mesures au sol dans des stations et aéroportées, ballons-sondes stratosphériques, tour instrumentale pouvant atteindre plus de 300 mètres (tour d’observation
en Amazonie), satellites (figure 1.1).
Les mesures montrent que l’atmosphère terrestre est une enveloppe de gaz essentiellement formée de diazote (N2). de dioxygène (O2) et d'argon (Ar). Elle contient
ii