épaisseur de l'atmosphère

[titijoy3]

Bonjour à tous,

je ne sais si je poste au bon endroit, si ce n'est pas le cas je m'en excuse auprès de la modération..



Je me suis posé la question du rapport entre l'épaisseur de l'atmosphère et le diamètre de la terre, à la lecture de différents articles il ressort que suivant les zones incluses ou non dans l'estimation de l'épaisseur moyenne de l'atmosphère terrestre elle serait au maximum de 800 Km,

ce qui revient à dire que si on représente la terre par une sphère de 12,742 mètres de diamètre, l'épaisseur de l'atmosphère est représentée par une bande de 80 cm, à condition de considérer la limite ou on ne peut plus distinguer les composants de l'atmosphère du reste de l'espace,

si on considère la fraction d'atmosphère vivable et respirable, elle ne fait que 15 Km et serait alors représentée par une bande de 15 mm

hors, dans la plus part des représentation imagées de l'atmosphère elle fait la plus part du temps entre un quart et un demi du diamètre terrestre, ce qui correspondrait à une épaisseur de 3200 à 6300 Km, on voit qu'en réalité on en est loin et que ces représentations sont susceptibles de tromper un public non averti dont moi même,

qu'en pensez vous ?
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[XK150]

Salut ,

Tout est là : https://fr.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3%A8re_terrestre

Le problème , c'est de décider arbitrairement de "la fin de l'atmosphère" et du " début de l'espace " ...

Indiscutable : 50% de l'atmosphère est en dessous de 5.6 Km et 90 % en dessous de 16 km . Après , à vous de choisir votre définition .

[Tawahi-Kiwi]

qu'en pensez vous ?

Comme XK150 le dit, tout depend de la definition que l'on choisi.

En masse, tout est tres proche du sol, bien loin de la limite que l'on donne pour "l'espace' a 100 km d'altitude.

De maniere qualitative, on peut la faire monter jusqu'a plusieurs milliers de km, lorsque le vent solaire a tout autant d'effet sur les particules presentes et l'atmosphere ne se comporte plus comme un gaz. Mais ce sont des altitudes ou on trouve bon nombre de satellites, les aurores polaires, etc. et de l'air a une pression pas fondamentalement differente de la pression atmospherique a la surface de la Lune (qui est classiquement consideree comme sans atmosphere).

T-K

[Amanuensis]

Quelle est la définition du rayon pour les planètes gazeuses (Jupiter, Saturne, ...) ? Du Soleil ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[titijoy3]

merci à Tawai-kiwi et XK150 pour les réponses éclairées,

Donc, même si l'on prend 100 Km comme référence, la représentation que l'on en fait généralement n'est elle pas de nature à surestimer l'épaisseur de l'atmosphère par rapport au diamètre de la terre et donc à minorer l'impact que peut avoir l'activité humaine ?

[titijoy3]

Quelle est la définition du rayon pour les planètes gazeuses (Jupiter, Saturne, ...) ? Du Soleil ?

Quand on parle du rayon de la terre on ne prend pas en compte l'atmosphère par ce que la terre est définie comme une planète rocheuse et que son atmosphère est mince, il en va surement autrement d'une planète gazeuse et donc dans ce cas je crois qu'il faut inclure l'atmosphère dans le rayon..mais ça n'engage que moi

[Amanuensis]

Oui, bien sûr, l'atmosphère est incluse dans le rayon. Et c'est bien le point : il y a nécessairement une définition de la limite de l'atmosphère pour ces planètes, et donc, par cohérence pour toutes les planètes, et donc applicable pour la Terre.

C'est une meilleure approche que pour définir des records ou du tourisme sur la base d'une distinction entre atmosphère et "espace"

!
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Sur le même registre, le rayon de la Terre n'est pas défini de la même manière que celui de Mars ! Pour la Terre "l'altitude 0" est défini par la hauteur moyenne des mers, donc du liquide (et encore, je ne sais plus comment les calottes de l'antarctique et du Groenland sont prises en compte) ; sur Mars c'est défini par la hauteur moyenne des terres, donc du solide.

[Tawahi-Kiwi]

Je pense que c'est le point ou l'atmosphere atteint 1 bar... Qui serait donc une limite tout aussi arbitraire que la definition de l'epaisseur de l'atmosphere terrestre. Par contre c'est coherent avec le diametre de la Terre. Pour venus, ca l'est sans doute moins.

T-K

[Amanuensis]

Je n'ai aucun doute qu'il y a toujours un arbitraire dans les "discretisations" de phénomènes continus (The tyranny of the Discontinuous Mind ...). Ce que je trouve "intéressant" est la cohérence. Ou non.

[Amanuensis]

Je pense que c'est le point ou l'atmosphere atteint 1 bar...

Donc approche qui ne marche pas pour le "haut" de l'atmosphère... Le rayon des gazeuses serait le bas d'une "atmosphère", au-dessus de gaz en-dessous !
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Pour le Soleil, c'est la température qui détermine le "rayon", non ?

[titijoy3]

pour le soleil peut être une réponse là :

https://www.lemonde.fr/blog/autourdu...tre-du-soleil/

[Tawahi-Kiwi]

Pour le Soleil, c'est la température qui détermine le "rayon", non ?

Ce n'est pas le libre parcours moyen des photons qui defini la limite de la photosphere?
Dans les deux cas (temperature ou opacite), cela rend la surface tres 'theorique'.

Tout comme les geantes gazeuses. Jupiter a une exosphere qui semble s'etirer a plusieurs milliers de kilometres de la 'surface' a 1 bar. Il faut bien mettre la limite quelques part, et 1bar ne doit pas etre loin de l'opacite de l'atmosphere (a quelques kilometres pres).

T-K

[HSbF6]

En effet, l’atmosphère terrestre (comme la plupart des atmosphères), est condensée près du sol (densité atmosphérique plus forte) et se dissipe avec l’altitude (on parle de 99% de la masse de l’atmosphère en dessous de 30km d’altitude). Cependant, l’armée américaine et la NASA ont défini la ligne de Karman (90 à 100km d’altitude) comme étant la «*limite*» de l’atmosphère. Ce point de vue est subjectif (puisqu’on à retrouvé des molécules d’atmosphère terrestre jusqu’à plus de 700 000km de la Terre !), mais pas totalement. Cette valeur de 100km se base sur le principe aérodynamique. En effet, la portance (la force qui fait voler les avions, oiseau etc) dépend notamment de la vitesse de l’objet et de la densité du fluide dans lequel l’objet se déplace (ainsi, si la densité diminue, il faut une vitesse plus grande). Or cette valeur de 100km, marque l’altitude à partir de laquelle la vitesse nécessaire pour voler devient supérieure à la vitesse orbitale (environ 8km/s à cette altitude), donc l’altitude à partir de laquelle, le vol aérodynamique n’a plus d’intérêt. Un pilote va donc choisir cette valeur pour la limite de l’atmosphère Et enfin, vous disiez que la partie respirable de l’atmosphère s’étend jusqu’à 15km du sol, cela est faux. Essayer de respirer au sommet de l’Everest sans bouteille d’oxygène, vous choppez des hallucinations en moins de 10min (manque d’oxygène). En réalité, même pour un alpiniste ou un sportif chevronné, au delà de 5700 à 6200m, le manque d’oxygène devient critique et requière une assistance. Tout simplement, avec l’augmentation de l’altitude, la densité atmosphérique diminue, donc la densité en dioxygène diminue aussi (mais pas le pourcentage de dioxygène, qui reste le même (20,9% en masse)).

[Floda200489]

Bonjour,

Du coup si j'ai bien compris vos messages, l'épaisseur de l'atmosphère terrestre n'est pas incluse dans le diamètre de la Terre ? Évidemment pour s'y retrouver, nous les humains avons besoin de limites arbitraires puisque les frontières sont floues... Mais tout de même, pour les géantes gazeuses il faut bien compter l'atmosphère, et à ce que je sache, l'atmosphère terrestre c'est toujours la Terre ! Au moins compter les 99% de sa masse dans les 30 km d'altitude... Non ?

[Tawahi-Kiwi]

Du coup si j'ai bien compris vos messages, l'épaisseur de l'atmosphère terrestre n'est pas incluse dans le diamètre de la Terre ? ...., et à ce que je sache, l'atmosphère terrestre c'est toujours la Terre

Oui, et c'est le cas pour toutes les planetes rocheuses/glacees. Il est beaucoup plus facile de définir l'interface gaz-liquide* ou gaz-solide que la transition gaz-vide spatial qui n'est qu'une question de definition. (*en excluant les atmo-/hydro-spheres supercritiques qui existent surement quelques part dans le cosmos)

Note que ce n'est pas parce qu'on défini le diametre terrestre que tout ce qui est en dehors ne fait d'office pas partie de la Terre.

Mais tout de même, pour les géantes gazeuses il faut bien compter l'atmosphère

Pour les geantes, on compte le diametre comme étant l'isobare de 1 bar.

l'atmosphère terrestre c'est toujours la Terre ! Au moins compter les 99% de sa masse dans les 30 km d'altitude... Non ?

Si tu comptes 99% de la masse de l'atmosphere de Lune (ou Mercure), il se passe quoi au niveau du diametre (je ne connais pas le profil atmospherique de la Lune, mais ne serait pas surpris si tu dois rajouter un kilometre), pire, comment definir une comete si on prend en compte sa chevelure variable...etc. bref, ca amene plus de probleme que de solution de definir la taille d'une planete rocheuse avec son atmosphere.

Au final, tout depend de l'application. Pour la mécanique céleste, etc. On s'en fout; cela represente 0.0001% de la masse de la Terre, distribué de maniere homogene, représente 2% du diametre, etc.
Pour l'aerospatiale, c'est essentiel;
Pour la géodesie spatiale, c'est un parametre essentiel parmi d'autres qui dépasse le cadre de cette discussion.

T-K

[Floda200489]

Je vois oui, c'est vraiment une question de ce qu'on en fait après en fait. J'ai commencé à me poser cette question quand j'ai entendu dire par Roland Lehoucq que nous étions dans le Soleil. Selon la définition que l'on prend de son atmosphère, si on prend par exemple le vent solaire en référence, effectivement nous somme dans le Soleil. Mais je comprends qu'en pratique cela n'a pas beaucoup d'intérêt de le répéter surtout si les effets son négligeables, effectivement. Et ton exemple de la Lune est assez convaincant ^^'

Merci !

[OnlineMeteo]

qu'en pensez vous ?

que ces représentations sont susceptibles de tromper un public non averti dont vous même

C'est difficile de montrer une faible épaisseur quand on représente la Terre entière, donc ils trichent en augmentant l'épaisseur.

En météorologie, on profite bien de l'approximation de couche mince pour identifier z<<RT et w<<u,v et simplifier les équations.
https://web.lmd.jussieu.fr/~fcodron/...tes_dynam2.pdf

[Archi3]

Si tu comptes 99% de la masse de l'atmosphere de Lune (ou Mercure), il se passe quoi au niveau du diametre (je ne connais pas le profil atmospherique de la Lune, mais ne serait pas surpris si tu dois rajouter un kilometre)

a priori beaucoup plus et même plus que la Terre , en tout cas à température moyenne égale, puisque l'échelle de hauteur d'une atmosphère isotherme est inversement proportionnelle à la gravité (kT/Mg)

[Tawahi-Kiwi]

a priori beaucoup plus et même plus que la Terre

Oui tu as raison, a la réflexion le gradient entre 10^-10Pa de l'atmosphere de la Lune et les 10^-14Pa de l'espace interplanetaire doit rendre la limite tres 'théorique'.
Sachant que l'exosphere celle de la Terre fait déja théoriquement 200000km (pression radiative H⁺ > gravité) et que l'atmosphere lunaire, c'est beaucoup d'argon et de neon, la distribution de la masse doit en effet se faire sur un tres grand volume.
Floda, l'exemple de la Lune est encore meilleur que je ne le pensais

T-K