Température de l'atmosphère

[invited54f8d46]

Bonjour à tous, je requière votre aide la plus précieuse pour répondre à mes questions.

Comment expliquez-vous les variations de température entre les différentes couches de l'atmosphère ?



Selon moi, lorsque l'on monte en altitude dans la troposphère, la pression diminue donc la température aussi. De plus, les IR sont plus concentrés (à cause de la réflection) lorsque l'on est près du sol que plus en altitude. Puis avec l'ozone, les UV sont absorbés, ce qui augmente la température de la stratosphère plus on est en altitude ainsi que la partie inférieure de la mésosphère. Puis plus de gaz à effet de serre donc la température redescend, de plus les UV sont réfléchis. Puis la température remonte lorsqu'on atteint la thermosphère ( et je sais pas pourquoi ).

Pouvez-vous m'éclairer les raisons svp ? merci d'avance.
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[david_champo]

Bonsoir,

Une première question qui se pose est de savoir d'où provienne ces mesures ? Quelle est leur fiabilité ? Où sont-elles valables et dans qu'elles conditions expérimentales ? Comment ont-elles été réalisées ?

Ensuite, il est probable que les principales grandeurs Physique en jeu soient la pression, la température, la composition des "différentes couches" atmosphériques. Mais est ce que le déplacement des couches d'air n'intervient pas également ?

[obi76]

Bonjour,

pouvez-vous citer la source d'où vient l'image SVP ?

Pour la modération,

[david_champo]

Bonsoir,

pouvez-vous citer la source d'où vient l'image SVP ?

J'ai comme l'impression que nous nous posions la même question .

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Oui, le truc c'est que mettre une image sur le forum comme ça à partir d'un site sans le citer ne me parait pas très respectueux (entre autres) vis à vis de celui qui a créé ce graphique... A savoir son sérieux c'est une autre histoire ^^

[david_champo]

Re,

Je crains que ça soit un problème récurrent. Je m'arrêterais là pour ne pas faire dériver le fil.

Bonne soirée,
Cordialement,

David

[invited54f8d46]

oui désolé de ne pas avoir cité ma source ici

Sinon même si les valeurs ne sont pas fiables à 100%, la tendance est exacte, mais malgré le site, je ne parviens pas à expliquer toute les variations dans les différentes couches. Sinon la cinétique des couches ne rentre pas en compte, c'est un problème de pression, de composition, de réflexion et d'absorption mais pourriez-vous m'expliquer précisément l'évolution de la température ?

[invite2313209787891133]

Bonjour

Qu'est ce que tu ne comprend pas ? Les inversions de températures sont simplement dues à une absorption d'énergie; absorption des UV par l'ozone dans la mésosphère, et ionisation des molécules raréfiées par les UV à haute énergie et X dans la ionosphère.

[invite6f25a1fe]

Oui, le truc c'est que mettre une image sur le forum comme ça à partir d'un site sans le citer ne me parait pas très respectueux (entre autres) vis à vis de celui qui a créé ce graphique... A savoir son sérieux c'est une autre histoire ^^

Les mesures et les statistiques ont été réalisées il y a bien longtemps (les premiers modèles datent de 1958) par une organisation aux états-unis. Il s'agit ni plus ni moins de "l'International Standard Atomsphere", parfois connue sous le nom de ISA. C'est la référence lorsqu'on parle de mesures de température/pression dans l'atmosphère, notamment dans l'aéronautique.

Mais ceci provient de statistiques, il faut donc ensuite prendre en compte l'écart de température à cette atmosphère standard (on appelle ca le deltaISA).

Voila pour le graphique. Ensuite, pour les explications physiques, je pense que c'est plutôt compliqué, je laisse ca aux experts de ce forum...

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez l'explication donnée dans wikipedia:
" Thermospheric temperatures increase with altitude due to absorption of highly energetic solar radiation by the small amount of residual oxygen still present. Temperatures are highly dependent on solar activity, and can rise to 1,500 °C (2,730 °F)."

Mais il faut voir que c'est une température calculée à partir des vitesses des molécules. Un thermomètre restera dans des températures civilisées (25°C). C'est la zone où évolue l'ISS, et ils ne cuisent pas.
Au revoir.

[invited54f8d46]

j'ai trouvé que la stratosphère est plus chaude en altitude puisqu'elle absorbe plus d'UV grâce à l'augmentation de la couche d'ozone, que la troposphère, quant-à-elle, refroidissait à cause de la baisse des gaz à effet de serre ( CO2, O3..., H2O ) mais surtout car elle est réchauffé par le bas avec les IR. Mais cependant pourquoi la thermosphère est plus chaude ( les gaz à effet de serre sont rare ),est-ce à cause des rayonnement à haute énergie ?

dsl, LPFR avait répondu, c'est dû à l'absorption des très courte longueur d'onde par l'oxygène encore présent dans la thermosphère!

[david_champo]

Bonsoir LPFR,

On peut résumer qu'au phénomène d'absorption ? Comment est réalisée ce genre de mesure ? Avec des sondes de température ?

[david_champo]

Bonsoir Scorp,

Les mesures et les statistiques ont été réalisées il y a bien longtemps (les premiers modèles datent de 1958) par une organisation aux états-unis. Il s'agit ni plus ni moins de "l'International Standard Atomsphere", parfois connue sous le nom de ISA. C'est la référence lorsqu'on parle de mesures de température/pression dans l'atmosphère, notamment dans l'aéronautique.

Mais ceci provient de statistiques, il faut donc ensuite prendre en compte l'écart de température à cette atmosphère standard (on appelle ca le deltaISA).

Merci pour cette information. Est ce que vous savez si c'est remis à jour régulièrement ? Est ce que d'autres pays sont impliqués à par les Etats-Unis ?

[invite6dffde4c]

... Comment est réalisée ce genre de mesure ? Avec des sondes de température ?

Re.
Je ne suis pas sur. Je me souviens (mal) d'avoir fait une mesure de la température des électrons dans un plasma (dans un tube en verre) en mesurant la caractéristique I(V) d'une troisième électrode plongée dans le plasma. On avait calculé, d'après les mesures, une température de 30 000 °. Ce qui était très surprenant pour un tube à la température ambiante. C'est bien pour cela que je m'en souviens.
Mais je ne rappelle de rien d'autre. Et pas de la méthode. Désole.
A+

[invite2313209787891133]

Bonsoir LPFR,

On peut résumer qu'au phénomène d'absorption ? Comment est réalisée ce genre de mesure ? Avec des sondes de température ?

Bonjour

La température est déduite à partir du spectre d'émission; une certaine température correspond une certaine longueur d'onde minimale.
En réalité la notion de température correspond plus à un niveau d'énergie qu'à un "potentiel" de céder de l'énergie.

[invited54f8d46]

La température peut être calculé en connaissant la longueur d'onde dominante ( lambda max ) car elle est liée à la température par lambda max*T=2 898 avec T en kelvin et lambda en micromètre.

[invited54f8d46]

Sinon merci à vous, j'ai eu la majorité des réponses que je souhaitais.

[invite2313209787891133]

La température peut être calculé en connaissant la longueur d'onde dominante ( lambda max ) car elle est liée à la température par lambda max*T=2 898 avec T en kelvin et lambda en micromètre.

Non, pas ici car il s'agit d'une émission discontinue; c'est n'est pas un spectre de corps noir. La température est déterminée à partir des longueurs d'onde les plus énergétiques.

[invited54f8d46]

Bah donc lambda max, c'est-à-dire la longueur d'onde qui émet le plus d'énergie au totale, ou alors dans le cas de rayonnement discontinue, on prend la plus courte longueur d'onde ?

[invite2313209787891133]

Oui, mais dans ce cas la loi de Wien ne s'applique pas.

[invited54f8d46]

bah merci bien pour ces réponses ça m'a aidé. Bonne continuation à vous.

[david_champo]

Bonsoir,

Est ce que du coup le terme température est bien approprié ? Est ce vraiment ce qu'on retire comme information des mesures ? Est ce que c'est aussi simple que ça et peut-on se fier vraiment à ces résultats ?

[david_champo]

Bonsoir LPFR,

Re.
Je ne suis pas sur. Je me souviens (mal) d'avoir fait une mesure de la température des électrons dans un plasma (dans un tube en verre) en mesurant la caractéristique I(V) d'une troisième électrode plongée dans le plasma. On avait calculé, d'après les mesures, une température de 30 000 °. Ce qui était très surprenant pour un tube à la température ambiante. C'est bien pour cela que je m'en souviens.
Mais je ne rappelle de rien d'autre. Et pas de la méthode. Désole.
A+

Dans le plasma, c'est la température électronique ou moléculaire que vous avez mesuré ? L'électrode plongée dans le plasma servait-elle de sonde de Langmuir ?

[invite6dffde4c]

Bonsoir LPFR,
Dans le plasma, c'est la température électronique ou moléculaire que vous avez mesuré ? L'électrode plongée dans le plasma servait-elle de sonde de Langmuir ?

Bonjour.
Oui. Ça devait être ça. Mais je viens d'apprendre le nom de la sonde. Et ça devait être la température des électrons.
Voir confirmation ici
Au revoir.

[david_champo]

Re,

Effectivement vu l'ordre de grandeur, cela semble plus plausible.

[invited54f8d46]

Sinon, comment la Terre peut atteindre 15°C en moyenne alors que pour cette température, il faudrait réémettre 390 W/m² alors que la Terre n'en reçoit que 342 W/m². Si avec l'atmosphère, elle n'absorbe que 40 % de 342 et qu'elle réémet ce flux et qu'à nouveau elle en reçoit que 55 % de ce qu'elle avait réémis et qu'avait été réfléchis par l'atmosphère... on ne peut pas atteindre 390 W/m² même si ce phénomène se répète plusieurs fois ?

136 + 75 + 36 + 18... ne peut atteindre 390 ?!

[invite6dffde4c]

Sinon, comment la Terre peut atteindre 15°C en moyenne alors que pour cette température, il faudrait réémettre 390 W/m² alors que la Terre n'en reçoit que 342 W/m². Si avec l'atmosphère, elle n'absorbe que 40 % de 342 et qu'elle réémet ce flux et qu'à nouveau elle en reçoit que 55 % de ce qu'elle avait réémis et qu'avait été réfléchis par l'atmosphère... on ne peut pas atteindre 390 W/m² même si ce phénomène se répète plusieurs fois ?

136 + 75 + 36 + 18... ne peut atteindre 390 ?!

Bonjour.
Vos chiffres ne sont pas bons.
Au dessus de l'atmosphère (AM0) la puissance solaire est de 1363 W/m².
Au niveau de l'équateur, après avoir traversé une atmosphère (AM 1), la puissance est de 925 W/m².
Dans nos contrées (AM 1.5), elle tombe à 844 W/m².
Par ciel dégagé à midi, évidement.
Au revoir.

[invited54f8d46]

Je parle de l'énergie solaire moyen réparti sur l'ensemble de la Terre comme pour calculer la valeur théorique de -18°C lorsqu'il n'y a pas d'atmosphère.

E_reçue=C*dS la section diamétrale de la Terre.
E_{par unité de surface} = (dS/dT)*C, dT la surface de la Terre.

Cela donne que l'énergie reçue par la Terre par unité de surface est égale à 1/4 de la constante solaire soit 342 W/m².

Or seulement 70 % sont absorbé et réémis soit 342*0,70.
Ainsi selon la loi de Stefan, T=((342*0,70)/(5,67.10^-8))^1/4 = 255 K soit -18°C

Mais je ne peux pas faire la même chose avec l'atmosphère.