Météorologie: L’atmosphère

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Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Renseigne-toi sur les couches de l’atmosphère, la pression atmosphérique, les systèmes dépressionnaires et les fronts.

La Terre est entourée d’une couche de gaz. Ceci est notre atmosphère.

Le savais-tu?

Le mot atmosphère provient de deux mots grecs. Atmos, qui signifie « vapeur », et sphaira, qui signifie « sphère ».

Les scientifiques qui étudient notre atmosphère décrivent sa composition en cinq couches.

COUCHE ALTITUDE DESCRIPTION
Troposphère 0 - 14 km
C’est dans cette partie de l’atmosphère que nous vivons! Près de 80 % de la masse atmosphérique totale (l’air) s’y trouve, et la plupart des phénomènes météorologiques s’y produisent. Toute la vie sur Terre s’y trouve aussi.
Stratosphère 14 - 50 km Cette couche atmosphérique est très stable. L’air y est très sec. C’est pourquoi il y a très peu de nuages. La couche d’ozone est dans la stratosphère. Celle-ci est très importante puisqu’elle nous protège des rayonnements ultraviolets du Soleil.
Mésosphère 50 - 85 km Cette couche tire son nom du mot grec meso, qui signifie « milieu ». La plupart des météores y brûlent et n’atteignent pas la surface. Des éclairs rouges appelés farfadets peuvent parfois être observés au-dessus des orages. Ceux-ci se trouvent dans la mésosphère.
Thermosphère 85 - 600 km Les aurores boréales y sont parfois visibles dans les hémisphères nord et austral. Ceux-ci se produisent lors d’éruptions solaires.
Exosphère 600 - 1000 km L’exosphère est la couche externe de l’atmosphère terrestre. Elle marque la limite avec l’espace.

Le savais-tu?

L’atmosphère de la Terre comprend la Lune!

La pression atmosphérique

Notre atmosphère joue un rôle important dans les conditions météorologiques et les vents. Il peut sembler invisible et sans poids, mais les gaz qui le composent ont une masse et un poids.

Attention aux idées fausses!

La masse et le poids ne signifient pas la même chose. La masse est une mesure du nombre d’atomes dans un objet. Le poids est une mesure de la gravité agissant sur ces atomes.

La pression atmosphérique est une force vers le bas causé par les molécules d’air dans l’atmosphère. Imagine-toi une colonne d’un mètre carré qui part du niveau de la mer jusqu’aux limites de l’atmosphère. Ceci pèse environ 1000 kilogrammes! Le poids exact d’une colonne d’air dépend du nombre et du type de molécules qu’elle contient.

L’air est constitué de molécules de gaz. Plus il y a de molécules de gaz dans un volume donné, plus l’air est dense. Plus de molécules signifie aussi plus de poids et de pression. Moins de molécules signifie une plus faible densité, poids et pression.

Si on en diminue le nombre, on baisse ces valeurs. Comme toutes les molécules, les molécules de l’atmosphère se déplacent constamment. Et plus la température croît, plus elles se déplacent rapidement et se dispersent davantage. Ceci signifie qu’une température élevée diminue le nombre de molécules dans un volume. Ainsi, la pression atmosphérique est moins élevée. L’opposé est aussi vrai. À basse température, les molécules se déplacent moins et la pression est plus élevée.

La pression est mesurée au moyen d’un instrument appelé « baromètre ».

Un baromètre
Un baromètre (Source : connect11 via iStockphoto).

Zones de basse ou haute pression

Les zones de basse pression (ou dépressions) contiennent moins de molécules exerçant une force vers le bas que celles qui les entourent. Cela signifie que des colonnes d’air moins dense (donc, plus chaud) sont entourées de colonnes d’air plus dense (donc, plus frais). Cette formation entraîne la création de spirales d’air qui tournent vers l’intérieur, comme vous pouvez le voir dans l’image ci-dessous.

Des changements de la pression atmosphérique se produisent de jour en jour et diffèrent selon l’endroit. Dans un bulletin météorologique, vous pourriez entendre parler de systèmes dépressionnaires.

Système de basse pression au-dessus de l’Islande
Système de basse pression au-dessus de l’Islande (Source : NASA [domaine public] via Wikimedia Commons).

Habituellement, les systèmes à basse pression ont de l’air plus chauds et humides. Ceci encourage la formation de nuages qui peuvent entraîner des précipitations. Ceci se produit surtout si ces systèmes entrent en collision avec des zones de haute pression. 

Les zones de haute pression (ou anticyclones) contiennent plus de molécules exerçant une force vers le bas que celles qui les entourent. Cela signifie que des colonnes d’air plus dense (donc, plus frais) sont entourées de colonnes d’air moins dense (donc, plus chaud). Ceci crée des spirales d’air qui tournent vers l’extérieur. Ces systèmes tendent à créer du temps plus sec et frais où peu de nuages se forment.

Sur une carte météorologique, les zones de basse pression sont indiquées par un « D » (dépression) et les zones de haute pression sont indiquées par un « A » (pour anticyclone).

Carte météorologique du Canada illustrant des systèmes de haute et basse pression
Carte météorologique du Canada illustrant des systèmes de haute et basse pression (Source : YULIYA SHAVYRA via iStockphoto).

Les fronts météorologiques

Les fronts météorologiques sont des bandes qui séparent les masses d’air de différentes densités et de différentes températures.

Les fronts froids apparaissent quand de l’air plus froid se déplace vers de l’air plus chaud. Cet air plus dense soulève l’air plus chaud et moins dense dans l’atmosphère. Ensuite, l’air se refroidit et se condense, entraînant souvent de brefs orages et averses.

Les fronts chauds sont des masses d’air plus chaud qui se déplacent vers de l’air plus froid. Cet air plus chaud se soulève. Ainsi, dans l’atmosphère, il se refroidit et se condense, entraînant des précipitations qui durent plus longtemps que celles provoquées par les fronts froids.

Sur une carte météorologique, le symbole d’un front froid est une ligne bleue avec des triangles bleus. Les triangles pointent dans la direction vers laquelle le front se déplace.

Symbole de carte météorologique pour un front froid
Symbole de carte météorologique pour un front froid (Source : Image du domaine public via Wikimedia Commons).

Le symbole d’un front chaud est une ligne rouge avec des demi-cercles rouges. Les demi-cercles pointent dans la direction où le front se déplace

Symbole de carte météorologique pour un front chaud
Symbole de carte météorologique pour un front chaud (Source : Image du domaine public via Wikimedia Commons).

Parfois, vous verrez une ligne violette avec des triangles et des demi-cercles. Cela montre l’emplacement d’un front occlus. Un front occlus est l’endroit où trois masses d’air entrent en contact les unes avec les autres. Les formes pointent dans la direction de l’air plus froid.

Références

Met Office. (n. d.). High and low pressure.

Rutledge, K. et al. (2011). Atmospheric pressure. National Geographic.

University Corporation for Atmospheric Research. (n. d.). The Highs and Lows of Air Pressure.

University Corporation for Atmospheric Research. (n. d.). Weather Fronts.