- Caractéristiques de la tropopause
- la taille
- La tropopause comme zone de calme
- Température
- Zone de discontinuité
- Zone de stockage et de transport de l'humidité
- Formation de nuages de cirrus
- Composition chimique de la tropopause
- Comment la tropopause est-elle étudiée?
- Caractéristiques
- Références
La tropopause est une zone de transition intermédiaire entre deux couches de l'atmosphère terrestre. Il est situé entre la couche inférieure de l'atmosphère, appelée troposphère, et la couche au-dessus, la stratosphère.
L'atmosphère terrestre a été divisée en plusieurs couches. Ces couches sont appelées «sphères» et les zones de transition entre les couches sont appelées «pauses». Selon sa composition chimique et sa variation de température, les couches de l'atmosphère sont la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère.
Figure 1. Couches et zones de transition de l'atmosphère terrestre. Source: Josell7 La troposphère s'étend de la surface de la Terre jusqu'à 10 km de hauteur. La stratosphère varie de 10 km à 50 km de hauteur. La mésosphère varie de 50 km à 80 km de hauteur. La thermosphère de 80 km à 500 km, et l'exosphère de 500 km à 10 000 km d'altitude. Ce dernier est la limite avec l'espace interplanétaire.
Caractéristiques de la tropopause
La tropopause est une région aux caractéristiques très particulières qui ont récemment motivé son étude scientifique plus en détail. Etant la zone de transition des propriétés entre la troposphère et la stratosphère, il est opportun d'indiquer brièvement les caractéristiques de ces deux couches.
La troposphère est la couche active où se produisent les phénomènes météorologiques à l'origine du climat, tels que les vents, les pluies, les tempêtes électriques et les ouragans. La température dans cette couche diminue avec l'altitude.
Dans la stratosphère, la température augmente avec l'altitude sous l'effet de réactions chimiques dégageant de la chaleur (exothermique). L'ozone est principalement impliqué, absorbant les rayons ultraviolets (UV) à haute énergie du soleil.
La tropopause est la frontière entre ces deux couches gazeuses qui ont des propriétés très différentes de température, de composition chimique et de dynamique générale. Les caractéristiques de la tropopause sont brièvement énumérées ci-dessous.
la taille
La hauteur à laquelle la tropopause est située au-dessus de la surface de la Terre est variable. Il change avec la latitude, la saison et l'heure de la journée.
La tropopause est située à une hauteur moyenne de 7 à 10 km dans les régions des pôles de la Terre, et entre 16 à 18 km de hauteur dans les régions des tropiques, autour de l'équateur.
De cette façon, la tropopause polaire est plus chaude et plus proche de la surface de la terre, tandis que la tropopause équatoriale-tropicale est plus froide et plus élevée.
À l'équateur, les rayons du soleil frappent la surface de la Terre perpendiculairement, provoquant un grand échauffement de surface. Cette chaleur de la surface de la terre est absorbée par l'air de la troposphère, qui se dilate dans cette zone équatoriale-tropicale et augmente la distance jusqu'à la tropopause.
Grâce à diverses études scientifiques, il a été déterminé que la hauteur globale de la tropopause a augmenté ces dernières années. On pense que cette augmentation pourrait être due à l'augmentation des gaz à effet de serre (GES), à la diminution de la couche d'ozone de la stratosphère et au refroidissement de cette couche.
Les changements de hauteur de la tropopause sont la preuve d'un réchauffement de la troposphère, appelé réchauffement climatique.
La tropopause comme zone de calme
La tropopause constitue une zone de calme relatif, puisque les phénomènes météorologiques à l'origine du climat se produisent en dessous de cette zone, dans la troposphère. Cependant, des études récentes rapportent que la tropopause présente une dynamique particulière.
Température
Dans la zone de tropopause, la température reste constante, elle ne diminue pas avec la hauteur (comme dans la troposphère) ni n'augmente avec la hauteur (comme dans la stratosphère). La température de la tropopause est d'environ -55 ° C.
Zone de discontinuité
La tropopause n'est pas une zone continue; il y a des ruptures dans cette région dans les zones des latitudes tropicales et des latitudes moyennes des hémisphères nord et sud de la Terre.
Zone de stockage et de transport de l'humidité
La tropopause agit comme un grand réservoir d'humidité dans la troposphère et a pour fonction de transporter la vapeur d'eau dans la stratosphère.
Formation de nuages de cirrus
La tropopause est la région où se forment des nuages ressemblant à des cirrus, un type de grands nuages blancs composés de cristaux de glace. Ils ont la forme de filaments en bandes étroites et fines, semblables à des boucles de cheveux.
Figure 2. Nuages de cirrus. Source: Pixabay.com
Les cirrus reflètent la lumière du soleil et piègent la chaleur que la Terre émet vers l'extérieur. On ne sait pas exactement si l'équilibre net des nuages de cirrus refroidit ou réchauffe la planète.
L'apparition de cirrus indique un changement de temps avec des températures basses et de la pluie dans les prochaines 24 heures.
Composition chimique de la tropopause
La tropopause représente une zone de changement brusque entre la composition chimique de la troposphère et celle de la stratosphère. Il contient des gaz provenant des deux couches.
Dans la tropopause se trouvent des gaz de la troposphère, comme la vapeur d'eau et le monoxyde de carbone (CO). Il y a aussi de l'ozone (O 3), un gaz qui provient de la stratosphère.
Des réactions chimiques très intéressantes se produisent pendant la tropopause. Les scientifiques tentent d'étudier ces changements chimiques pour obtenir une explication plus complète du phénomène du réchauffement climatique.
Comment la tropopause est-elle étudiée?
Pour étudier la tropopause, des échantillons de son mélange gazeux doivent être prélevés. Cet échantillonnage à des altitudes allant jusqu'à 18 km au-dessus de la surface de la terre présente de nombreuses difficultés.
Seuls quelques avions peuvent atteindre ces hauteurs. La NASA dispose de trois avions très sophistiqués équipés d'un équipement spécial pour mener à bien ces études. Ce sont les avions ER-2, DC-8 et WB-57.
Ces trois avions, couplés à une infrastructure de support avec satellites et radars, des équipements de détection in situ et de détection à distance, remplissent la mission dite TC4 pour son acronyme en anglais: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.
Caractéristiques
La tropopause a des fonctions importantes dans le transport de la vapeur d'eau de la troposphère vers la stratosphère. Il fonctionne également comme une zone de mélange de gaz d'origine troposphérique (vapeur d'eau, monoxyde de carbone) avec des gaz de la stratosphère (ozone).
La tropopause est étudiée récemment comme un indicateur du réchauffement climatique de la planète et des phénomènes qui déterminent la chimie atmosphérique générale.
Références
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