L’atmosphère

Définition

L’atmosphère terrestre est l’enveloppe gazeuse entourant la Terre que l’on appelle air. L’air sec se compose d’environ 80% de diazote (N2) et 20% de dioxygène (O2) et un peu moins de 1% d’autres gaz. L’atmosphère protège la vie sur Terre en filtrant le rayonnement solaire ultraviolet (UV), en réchauffant la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant partiellement les écarts de température entre le jour et la nuit.

Effet de serre : Phénomène naturel provoquant une élévation de la température à la surface de notre planète. Il est indispensable à notre survie. Cet équilibre est menacé, les activités humaines entraînent l’apparition d’un effet de serre additionnel, responsable en grande partie du changement climatique.

Effet de serre. Source : DREAL Auvergne-Rhône-Alpes

Différentes couches de l'atmosphère

L’atmosphère est divisée en plusieurs couches : leurs limites ont été fixées selon les discontinuités dans les variations de la température, en fonction de l’altitude :

la troposphère : la température diminue avec l’altitude. (de la surface du globe à 8-15 km d’altitude) Elle contient 80 à 90 % de la masse totale de l’air et la quasi-totalité de la vapeur d’eau. C’est ici que se produisent les phénomènes météorologiques (nuages, pluies, etc.) et les mouvements atmosphériques horizontaux et verticaux (convection thermique, vents).

la stratosphère : la température augmente avec l’altitude jusqu’à 0 °C. (8-15 km à 50 km d’altitude) ; elle abrite une bonne partie de la couche d’ozone ;

la mésosphère : la température baisse avec l’altitude jusqu’à -80°C. (50 km à 80 km d’altitude) 

la thermosphère : la température augmente avec l’altitude. (80 km à 350-800 km d’altitude)

l’exosphère : (350-800 km à 50 000 km d’altitude)

Couches de l’atmosphère. Source : William Crochot

La couche d'ozone

La couche d’ozone désigne la partie de la stratosphère contenant une quantité relativement importante d’ozone. Elle absorbe la plus grande partie du rayonnement solaire ultraviolet (UV) dangereux pour les organismes. Elle a donc un rôle protecteur pour les êtres vivants et les écosystèmes.

À la fin des années 1970, les scientifiques ont mis en évidence une diminution de l’ozone antarctique ; le « trou de la couche d’ozone ». Cette découverte a été à l’origine de la création du GIEC et de la signature en 1989 du Protocole de Montréal pour interdire la création de substances chimiques chlorées détruisant la couche d’ozone. Ces substances sont principalement les CFC utilisés dans les systèmes de refroidissements (réfrigérateurs, climatiseurs…).

Il faut bien faire attention à ne pas confondre le réchauffement climatique et le trou dans la couche d’ozone :

Mais il y a bien sur des différences fondamentales entre ces deux phénomènes que sont le changement climatique et le « trou » dans la couche d’ozone :

  • Les gaz à effet de serre causent le changement climatique, mais ne perturbent pas la couche d’ozone.
  • Le rôle chimique joué par les CFC est la source du problème pour l’ozone.
  • Ce ne sont pas les mêmes marges de manœuvre qui sont disponibles pour atténuer le problème : pour l’ozone, les émissions en cause (les CFC) dépendent de quelques domaines industriels, alors que pour le changement climatique, c’est l’usage de l’énergie, qui est en cause.
  • Les deux perturbations nous font courir des risques différents : l’effet d’une diminution de la « couche d’ozone » est une augmentation de la quantité d’ultraviolets (UV) qui parviennent au sol. Cela peut provoquer des dommages sanitaires directs (cancers…) mais impacte également les écosystèmes, notamment en inhibant plus ou moins fortement la photosynthèse.
  • Un effet de serre brutalement renforcé aura pour sa part comme effet premier de modifier les températures au niveau du sol, et le cycle de l’eau, avec des risques spécifiques, potentiellement gravissimes.

Evolution du trou dans la couche d’ozone. Source : Anne Boynard/LATMOS, CC BY-NC-ND

Questions

Après avoir lu plusieurs fois le cours (de préférence à haute voix), veuillez tenter de répondre aux questions suivantes :

  1. Que provoque l’effet de serre ?
  2. Que provoque le trou dans la couche d’ozone ?
  3. Quelle action internationale a été mise en place pour protéger la couche d’ozone ?
  4. Il existe un accord international pour réduire les gaz à effet de serre, quel est-il ? En quelle année a-t-il été signé ? (recherchez ces informations sur internet)
  5. Quelle est la composition de l’atmosphère ?