PARTIE 1 I Les enveloppes fluides externes actuelles
également mais en moindre proportion des gaz à effet de serre dont le dioxyde de
carbone (environ 0,4 % ou 400 ppm, CO2), la vapeur d’eau (H2O) et le méthane
(figure 1.4). La vapeur d’eau atmosphérique est quasi totalement contenue dans la
partie troposphérique. Étant donné le temps de résidence de l’eau dans l’atmosphère
d’environ 8 jours, l’atmosphère est un réservoir de transit essentiel du cycle de
l’eau, par opposition à l’océan et aux glaciers qui sont des réservoirs de stockage
de l’eau (voir chapitre 2).
Figure 1.4
Composition
chimique en masse
de l’ air humide
sur les 100 km
d’ épaisseur de
l’atmosphère.
Définitions
Un ppm ou partie par million correspond soit à une fraction massique soit à une fraction
molaire d’un élément valant 10-6. Pour une fraction massique, si on prend au 7 janvier 2019 la
valeur de 0,411 % de CO2 équivalent à 411 ppm, cela signifie que dans 1 kg d’air à cette date,
on a 411 • 10~6 kg de CO2 soit, 411 mg de CO2. Pour une fraction molaire, 1 ppm correspond
à 1 molécule de CO2 pour 1 000 000 molécules d’air.
L’effet de serre est un processus mis en évidence par Joseph Fourier au début du xixe siècle
qui s’interrogeait sur les facteurs contrôlant la température de la surface terrestre. L’effet de
serre correspond à la production d’énergie thermique par l’interaction entre le rayonnement
infrarouge émis par la surface terrestre et certaines molécules atmosphériques. En effet, la
surface terrestre est chauffée par l’énergie solaire. Or tout corps porté à une certaine température émet à son tour des radiations dont la longueur d’onde dépend de la température de
la surface émettrice. Dans le cas de la Terre, les radiations sont dans le spectre infrarouge.
Le temps de résidence des composés chimiques mesurés dans l’atmosphère dépend
de leur niveau d’émission, de leur réactivité chimique et du temps de mélange au
sein de l’atmosphère. On distinguera donc différentes catégories en fonction de
leur durée de vie de l’atmosphère :
• les espèces chimiques à courtes durées de vie (1 à 100 s) : NO3, OH ;
• les espèces chimiques à durées de vie modérées ( 1 h - 1 an) : O3 troposphérique,
aérosols ;
• les espèces chimiques à longues durées de vie (1 an - 1 siècle) : CH4, CO2,
N20, CFC (utilisés comme produits réfrigérants dans l’industrie au xxe siècle).
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également mais en moindre proportion des gaz à effet de serre dont le dioxyde de
carbone (environ 0,4 % ou 400 ppm, CO2), la vapeur d’eau (H2O) et le méthane
(figure 1.4). La vapeur d’eau atmosphérique est quasi totalement contenue dans la
partie troposphérique. Étant donné le temps de résidence de l’eau dans l’atmosphère
d’environ 8 jours, l’atmosphère est un réservoir de transit essentiel du cycle de
l’eau, par opposition à l’océan et aux glaciers qui sont des réservoirs de stockage
de l’eau (voir chapitre 2).
Figure 1.4
Composition
chimique en masse
de l’ air humide
sur les 100 km
d’ épaisseur de
l’atmosphère.
Définitions
Un ppm ou partie par million correspond soit à une fraction massique soit à une fraction
molaire d’un élément valant 10-6. Pour une fraction massique, si on prend au 7 janvier 2019 la
valeur de 0,411 % de CO2 équivalent à 411 ppm, cela signifie que dans 1 kg d’air à cette date,
on a 411 • 10~6 kg de CO2 soit, 411 mg de CO2. Pour une fraction molaire, 1 ppm correspond
à 1 molécule de CO2 pour 1 000 000 molécules d’air.
L’effet de serre est un processus mis en évidence par Joseph Fourier au début du xixe siècle
qui s’interrogeait sur les facteurs contrôlant la température de la surface terrestre. L’effet de
serre correspond à la production d’énergie thermique par l’interaction entre le rayonnement
infrarouge émis par la surface terrestre et certaines molécules atmosphériques. En effet, la
surface terrestre est chauffée par l’énergie solaire. Or tout corps porté à une certaine température émet à son tour des radiations dont la longueur d’onde dépend de la température de
la surface émettrice. Dans le cas de la Terre, les radiations sont dans le spectre infrarouge.
Le temps de résidence des composés chimiques mesurés dans l’atmosphère dépend
de leur niveau d’émission, de leur réactivité chimique et du temps de mélange au
sein de l’atmosphère. On distinguera donc différentes catégories en fonction de
leur durée de vie de l’atmosphère :
• les espèces chimiques à courtes durées de vie (1 à 100 s) : NO3, OH ;
• les espèces chimiques à durées de vie modérées ( 1 h - 1 an) : O3 troposphérique,
aérosols ;
• les espèces chimiques à longues durées de vie (1 an - 1 siècle) : CH4, CO2,
N20, CFC (utilisés comme produits réfrigérants dans l’industrie au xxe siècle).
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