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Pollution atrnospheri que
Exercice 1.5 (Masse de CO 2 ernise depuis la periode preindustrielle)
Quelle est la masse de carbone inject ee dan s l'atrnosphere depui s la periode
pr eindustrielle, M e au passage de C C 0 2 de 278 ppmv a 365 ppmv (t abl eau 1.2) ?
On suppose ra qu e la masse molair e de I'air et la masse t ot ale de l'atrnosphere
n 'ont pas ete modifi ees.
Donnees : l\! Ic = 12 gmol1 .
Reponse :
La m asse t otale de ca rbo ne assoc iee a CO 2 est m c = n c o 2 J\!Ic OU n c o 2 est Ie nombre
total de mole s de CO 2 . Par definition, n c o 2 = Cco 2 x n atm avec n atm = m atm/ J\!Iair
Ie nombre t otal de mol es dans I'atmosphere. Finalem ent , on t rouve
1.2.3 Distribution verticale des especes
La distribution vert ica le ty pique, dan s les 60 pr emier s kilometres, est donnee, pour quelqu es especes, par la figure 1.4 a la latitude 30° nord, au mois
de mar s. On peut , par exemple, const ater qu e la maj eure partie de I'ozone est
contenue dans la st rato spher e (exercice 1.6 sur la colonne integree d 'ozone) .
Exercice 1.6 (Colonne d'ozone)
On peut est imer avec les donnees de la figure 1.4 Ie contenu int egra de la colonne
moyenn e d 'ozone a n0 3 = 7.5 x 10
22m
oleculem2 . Qu elle serait la hauteur de
la colonne d 'ozone si elle et ait ent ierernent ram enee au sol dan s des condit ions
thermodynamiques st anda rd? La hauteur de cet t e couche est generalement
exprimee en dobson (DU pour Dob son Unit) , avec 1 DU = 0.01 mm .
Reponse :
P our une sur face unite, la hau teur 6 z verifie P 6 z = fio 3ke 1', soit 6 z ~ 2.8 mm ou
encore 280 DU.
Dan s la premiere partie de l'atrno sphere (homo sph ere) , l'atrnosphere est
melan gee par la diffusion tur bulente. Au-dessus de ce niveau (hetirosphere) ,
les especes vont se repartir en fonction de leur hauteur d 'echelle individuelle,
definie pour l'espece X i par H i = R T j(Mig) avec M, la masse molair e. Les dist ribut ions vertic ales sont alors stratifiees en fon ction de la masse, les composes
les plu s leger s, de fort e echelle de hau t eur, etant au-dess us (figure 1.5).
L' altitude de la base de l'h et ero sph ere peut et re estimee en compa rant une
valeur du coefficient de diffusion turbulente, K; (par exemple 10 m
2 S - l ; chapit re 6) avec Ie coefficient de diffusion moleculaire (dynamique) v . La t heorie
cinetique des gaz permet de montrer, pour une espece trace dan s I'air , la rela-
Pollution atrnospheri que
Exercice 1.5 (Masse de CO 2 ernise depuis la periode preindustrielle)
Quelle est la masse de carbone inject ee dan s l'atrnosphere depui s la periode
pr eindustrielle, M e au passage de C C 0 2 de 278 ppmv a 365 ppmv (t abl eau 1.2) ?
On suppose ra qu e la masse molair e de I'air et la masse t ot ale de l'atrnosphere
n 'ont pas ete modifi ees.
Donnees : l\! Ic = 12 gmol1 .
Reponse :
La m asse t otale de ca rbo ne assoc iee a CO 2 est m c = n c o 2 J\!Ic OU n c o 2 est Ie nombre
total de mole s de CO 2 . Par definition, n c o 2 = Cco 2 x n atm avec n atm = m atm/ J\!Iair
Ie nombre t otal de mol es dans I'atmosphere. Finalem ent , on t rouve
1.2.3 Distribution verticale des especes
La distribution vert ica le ty pique, dan s les 60 pr emier s kilometres, est donnee, pour quelqu es especes, par la figure 1.4 a la latitude 30° nord, au mois
de mar s. On peut , par exemple, const ater qu e la maj eure partie de I'ozone est
contenue dans la st rato spher e (exercice 1.6 sur la colonne integree d 'ozone) .
Exercice 1.6 (Colonne d'ozone)
On peut est imer avec les donnees de la figure 1.4 Ie contenu int egra de la colonne
moyenn e d 'ozone a n0 3 = 7.5 x 10
22m
oleculem2 . Qu elle serait la hauteur de
la colonne d 'ozone si elle et ait ent ierernent ram enee au sol dan s des condit ions
thermodynamiques st anda rd? La hauteur de cet t e couche est generalement
exprimee en dobson (DU pour Dob son Unit) , avec 1 DU = 0.01 mm .
Reponse :
P our une sur face unite, la hau teur 6 z verifie P 6 z = fio 3ke 1', soit 6 z ~ 2.8 mm ou
encore 280 DU.
Dan s la premiere partie de l'atrno sphere (homo sph ere) , l'atrnosphere est
melan gee par la diffusion tur bulente. Au-dessus de ce niveau (hetirosphere) ,
les especes vont se repartir en fonction de leur hauteur d 'echelle individuelle,
definie pour l'espece X i par H i = R T j(Mig) avec M, la masse molair e. Les dist ribut ions vertic ales sont alors stratifiees en fon ction de la masse, les composes
les plu s leger s, de fort e echelle de hau t eur, etant au-dess us (figure 1.5).
L' altitude de la base de l'h et ero sph ere peut et re estimee en compa rant une
valeur du coefficient de diffusion turbulente, K; (par exemple 10 m
2 S - l ; chapit re 6) avec Ie coefficient de diffusion moleculaire (dynamique) v . La t heorie
cinetique des gaz permet de montrer, pour une espece trace dan s I'air , la rela-