2. Interaction matierc/rayonnement
75
102.7
99
97
H
91.1 °
91
90
N
85 79.6
Ar
79
Tableau 2.6 - Quelques potentiels d'ionisation (longueur d'onde en nm).
la longueur d'onde maximale, donc a l'energie minimale, necessaire pour realiser
l'ionisation. Le tableau 2.6 donne des valeurs pour quelques especes.
L'ionisation a lieu dans la haute atmosphere: une fois les rayons X filtres,
il ne reste plus de rayonnement assez energetique pour effectuer une ionisation.
Sans surprise, la densite electronique dans I'atmosphere est croissante avec
l'altitude. Sa valeur elevee a haute altitude est responsable, par exemple, du
phenornene de black out qui affecte les communications avec un engin spatial
en phase de rentree.
Rayonnements ultraviolet et visible
Une comparaison indicative entre les spectres de rayonnement solaire en
haut de I'atmosphere et au niveau de la mer est donnee dans la figure 2.11.
Pour Ie rayonnement solaire ultraviolet, l'absorption est tres forte pour
I'oxygenc moleculaire (02)' l'ozone (03)' la vapeur d'eau (H 2 0 ) et Ie gaz carbonique (C0 2 ) . Grace aces especes, et de manierc essentielle grace a l' ozone
straiospheriquc. Ie rayonnement ultraviolet, qui est particulierernent nocif pour
la sante et I'activite photosynthetique de la vegetation, est ainsi filtre. Cela justifie les inquietudes liees ala disparition de l'ozone stratospherique (chapitre 4).
Notons Ie decouplagc du comportement a I'egard du rayonnement ultraviolet et du rayonnement visible:
• Ie rayonnement solaire dans les courtes longueurs d'onde est absorbe
dans I'ionosphere (rayons X), dans la mesosphere (absorption dans Ie
continuum de Schumann-Runge par 02' pour A E [150,200]nm) et dans
la stratosphere (absorption dans Ie continuum de Hartley par 03' pour
A E [200, 300]nm) ;
• I'atmosphere est transparente au rayonnement solaire dans Ie visible: on
parle couramment de [enetre aimosphcrique. Ce point est essentiel, car il
permet cl'eclairer et de chauffer la surface terrestre.
2.2.1.3 Absorption du rayonnement terrestre
Pour les grandes longueurs d'onde (qui correspondent aux rayonnements
tellurique - de la Terre - et atmospherique), la vapeur d'eau (H 20), CH 4 ,
CO 2 et 03 jouent Ie role de corps absorbants. On parle alors de gaz a effet de
serre, dont les proprietcs d'absorption dans l'infrarouge contribuent a garder
la chaleur pres du sol.
La figure 2.12 donne Ie spectre de radiance dans Ie domaine infrarouge, tel
qu'il serait vu par un satellite a 70 kilometres d'altitude, au-dessus d'une zone
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Tableau 2.6 - Quelques potentiels d'ionisation (longueur d'onde en nm).
la longueur d'onde maximale, donc a l'energie minimale, necessaire pour realiser
l'ionisation. Le tableau 2.6 donne des valeurs pour quelques especes.
L'ionisation a lieu dans la haute atmosphere: une fois les rayons X filtres,
il ne reste plus de rayonnement assez energetique pour effectuer une ionisation.
Sans surprise, la densite electronique dans I'atmosphere est croissante avec
l'altitude. Sa valeur elevee a haute altitude est responsable, par exemple, du
phenornene de black out qui affecte les communications avec un engin spatial
en phase de rentree.
Rayonnements ultraviolet et visible
Une comparaison indicative entre les spectres de rayonnement solaire en
haut de I'atmosphere et au niveau de la mer est donnee dans la figure 2.11.
Pour Ie rayonnement solaire ultraviolet, l'absorption est tres forte pour
I'oxygenc moleculaire (02)' l'ozone (03)' la vapeur d'eau (H 2 0 ) et Ie gaz carbonique (C0 2 ) . Grace aces especes, et de manierc essentielle grace a l' ozone
straiospheriquc. Ie rayonnement ultraviolet, qui est particulierernent nocif pour
la sante et I'activite photosynthetique de la vegetation, est ainsi filtre. Cela justifie les inquietudes liees ala disparition de l'ozone stratospherique (chapitre 4).
Notons Ie decouplagc du comportement a I'egard du rayonnement ultraviolet et du rayonnement visible:
• Ie rayonnement solaire dans les courtes longueurs d'onde est absorbe
dans I'ionosphere (rayons X), dans la mesosphere (absorption dans Ie
continuum de Schumann-Runge par 02' pour A E [150,200]nm) et dans
la stratosphere (absorption dans Ie continuum de Hartley par 03' pour
A E [200, 300]nm) ;
• I'atmosphere est transparente au rayonnement solaire dans Ie visible: on
parle couramment de [enetre aimosphcrique. Ce point est essentiel, car il
permet cl'eclairer et de chauffer la surface terrestre.
2.2.1.3 Absorption du rayonnement terrestre
Pour les grandes longueurs d'onde (qui correspondent aux rayonnements
tellurique - de la Terre - et atmospherique), la vapeur d'eau (H 20), CH 4 ,
CO 2 et 03 jouent Ie role de corps absorbants. On parle alors de gaz a effet de
serre, dont les proprietcs d'absorption dans l'infrarouge contribuent a garder
la chaleur pres du sol.
La figure 2.12 donne Ie spectre de radiance dans Ie domaine infrarouge, tel
qu'il serait vu par un satellite a 70 kilometres d'altitude, au-dessus d'une zone