L'air pèse !
Ceux qui se consacrent à la pédagogie de la science disent souvent que les gens de la rue ne comprennent pas comment l'atmosphère est. Certaines idées acceptées ne sont pas correctes. D'une part, que l'air n'a pas de poids, il est très répandu. D'autre part, il n'y a pas de gravité hors de l'atmosphère, ce qui est apprécié dans les images des astronautes.
Mais ce n'est pas vrai. L'air a du poids. Et la gravité ne se termine pas avec l'atmosphère. En fait, ces deux choses vont de pair, parce que l'air est stocké dans la «partie inférieure» de la zone de gravité, à côté de la surface terrestre, par son poids. Cet air de poids, nous appelons atmosphère et nous affecte beaucoup. Peut-être que nous nous sommes habitués, mais nous pouvons détecter et mesurer cette influence.
Par exemple, la pression atmosphérique. L'atmosphère exerce une pression d'environ un kilo de poids par centimètre carré. Dans les latitudes des populations tempérées, la valeur moyenne est généralement de 1.033,6 grammes de pression. Lorsque vous ouvrez la main, vous mettez en contact avec l'atmosphère une surface supérieure à cent centimètres carrés. Imaginez qu'avec cette main vous maintenez la pression de plus de cent kilos.
Mais attention, ce n'est pas du poids mais de la pression. Nous vivons immergés dans un gaz dans lequel les molécules de ce gaz environnant se heurtent constamment contre nous, comme les molécules d'eau contre le corps des poissons. C'est la pression, les chocs des molécules.
Plus de collisions, plus de pression. Et bien sûr, le nombre de collisions dépend du nombre de molécules; plus il y a de molécules, plus les chocs se produisent. Ainsi, pour savoir s'il y a beaucoup ou peu de gaz dans un volume donné, la concentration du gaz n'est pas indiquée, mais la pression du gaz. Dans le cas de l'atmosphère, il en va de même; une pression atmosphérique élevée signifie qu'il existe de nombreuses molécules d'air, mais pas au-dessus, mais autour.
Par conséquent, le corps supporte cette pression dans tous les sens. Compte tenu de la surface du corps, un kilo de pression par centimètre carré est beaucoup pour l'être humain. Ou il devrait être. Comment se fait-il que cette pression n'écrase pas totalement le corps humain ? Comment ne pas le faire? Car le corps exerce aussi la pression de l'intérieur dehors. Il équilibre la pression puisque le corps est une structure pleine d'eau qui exerce également une pression. Ce sont les corps de tous les vivants. Ils génèrent la même pression qu'ils supportent dans le sens inverse. C'est précisément pour cela qu'un astronaute qui sort dans l'espace doit produire artificiellement l'influence de l'atmosphère, non seulement pour pouvoir respirer, mais parce qu'il doit compenser en quelque sorte la pression exercée par le corps. Sur la surface terrestre est le gaz atmosphérique qui effectue ce travail.
Cependant, la pression atmosphérique n'est pas la même à toutes les hauteurs, plus la hauteur est élevée, plus la pression est faible. En bref, cela signifie que comme nous montons à la surface il y a moins de gaz. Il est intéressant de faire un voyage à la hausse pour voir comment le gaz est distribué.
Empilés en bas
On peut dire que la plupart de l'air se trouve au fond; 80% de la masse atmosphérique se trouve dans les dix kilomètres inférieurs. Très proche du niveau de la mer. D'une certaine façon, l'air est accumulé sur la surface terrestre. Les alpinistes le savent parfaitement; à trois mille mètres, par exemple, l'atmosphère est très légère, il n'y a que trois quarts de la pression au niveau de la mer. Ceci est apprécié dans la densité de l'air, un litre d'air dans la mer pèse 1,226 grammes et à trois mille mètres, une moyenne de 0,910 grammes. A dix mille mètres, c'est-à-dire à la hauteur des avions commerciaux, le litre d'air pèse seulement 0,413 grammes. Dans son air il y a beaucoup moins de gaz, beaucoup moins de matière. Il semble qu'un avion ne peut pas voler haut, parce que ce gaz doit supporter pour voler.
Par ailleurs, il est connu que dans cette ascension, la température change également. Normalement, en montant environ 180 mètres, la température baisse un degré, en raison de l'échange de chaleur avec la Terre. La Terre réchauffe la partie basse de l'atmosphère. C'est pourquoi la température baisse à mesure qu'elle augmente. Mais cela ne se produit pas dans toute l'atmosphère. A partir d'une limite, la température de l'atmosphère ne diminue plus, elle reste à environ 50 degrés sous zéro.
La partie de l'atmosphère jusqu'à cette limite est appelée troposfera et la frontière elle-même est appelée tropopause. Ce sont des noms très appropriés, car le préfixe 'tropo' signifie changement. La zone est très variable, l'air se déplace beaucoup dans toutes les directions, se réchauffe et se refroidit, produisant de nombreuses tourbillons. L'équilibre n'est jamais atteint, où tous les phénomènes météorologiques se produisent.
Mais dans la tropopause la situation change radicalement. L'action de la croûte terrestre est très faible, car d'une part elle est très loin et de l'autre, l'air est très léger. Il ya peu de molécules, de sorte que la pression est faible. Et l'échange de chaleur se produit par des chocs intermoléculaires. Puisque dans la tropopause il y a moins de molécules d'air que dans la surface terrestre, la transmission de chaleur est plus lente.
Un autre ciel
La tropopause se trouve à 10 kilomètres de haut, mais pas toujours partout. Il est plus bas dans les pôles et plus haut dans l'équateur. En hiver, il descend et monte en été. En bref, lorsque la température monte, aussi la tropopause. En fait, certains scientifiques pensent que le réchauffement climatique de la planète a provoqué des centaines de mètres de montée à la tropopause, mais il y a peu de données et beaucoup de doutes.
Cependant, dans la tropopause la situation change beaucoup. L'air se déplace aussi vers le haut, souffle l'air rapide, mais pas vers le haut ou vers le bas, mais horizontalement. Strates. Il n'est pas surprenant que les scientifiques aient donné à cette partie le nom de stratosphère.
La vérité est qu'il y a une raison pour cela. The temperature of the air increases in the stratosfer as increased. Par conséquent, l'air chaud s'accumule dans la partie supérieure et le froid dans la partie inférieure, c'est à dire, l'air plus léger se trouve dans la partie supérieure et la plus lourde dans la partie inférieure, et aucun courant d'air ascendant ou descendant n'est généré par densité. Le contraire de ce qui se passe dans la troposphère.
Du point de vue des courants, cette situation est parfaite pour voler. Sur les vols commerciaux, les avions montent dans la stratosphère parce que c'est une zone sans turbulences.
Et d'autres points de vue, la stratosphère est très spéciale. Par exemple, du point de vue de la composition chimique. La composition de la stratosphère est très similaire à celle de la troposphère. Cependant, l'échange de matière entre les deux couches est très lent, car dans la stratosphère le gaz coule à peine vers le haut ou vers le bas. Certes, dans les éruptions de certains volcans, les gaz y arrivent, mais ils ne modifient pas beaucoup leur composition.
Il existe deux différences significatives entre les gaz de la troposphère et de la stratosphère. Le premier manque d'eau. L'eau n'atteint pas la stratosphère, se condense et tombe sur Terre. Il ya un peu, mais ce qui a été créé là. Et ce peu d'eau a besoin d'une température très basse pour créer les nuages. En conséquence, dans la stratosphère il y a peu de nuages qui se forment sur les pôles.
La deuxième différence est la présence de la molécule la plus célèbre de la stratosphère : l'ozone. Qui n'a jamais entendu parler de la couche d'ozone dans la stratosphère ? Le rayonnement solaire est généré à partir de l'oxygène et est piégé dans les couches de courants d'air. Elle n'a pas d'échappement tant qu'elle n'est pas associée à des polluants. Moins mal, cet ozone absorbe les rayons ultraviolets.
La plupart de l'ozone se trouve dans la stratosphère, mais il est également détecté à partir de là. La vérité est que dans la limite supérieure de la stratosphère, dans la stratopause, il ne reste pas beaucoup de gaz; il y a très peu de molécules, très basse pression. Il est situé à environ 50 kilomètres de la surface terrestre.
Et au-delà, dans la mésphère, encore moins. Cependant, leur comportement est important. Comme ils sont très peu, il y a très peu d'impacts entre eux. Cela signifie que la transmission de chaleur est très lente.
On pense que cela a à voir avec le changement de température. Lorsque cette couche est montée, la température diminue, contrairement à ce qui se passe dans la stratosphère. Il atteint également les cent degrés sous zéro. Et dans ces conditions se condensent les nuages. Il y a des nuages dans la mésphère ! Ils s'appellent des nuages pâles. Ils peuvent parfois être vus dans l'obscurité. Mais les scientifiques savent peu de ces nuages.
En tout cas, il n'y a pas beaucoup de matière ci-dessus. Et par conséquent, la mésphère n'est pas protégée de l'influence de l'espace. Les rayons ultraviolets sont facilement ionisables par ces quelques molécules, et de nombreux autres processus se produisent, y compris la grande quantité d'ozone stratosphérique.
En définitive, l'influence de l'espace sur la mésphère est plus grande que celle de la Terre. Mais la mesosphère est la première qui accueille les vaisseaux spatiaux qui reviennent sur Terre. Peut-être pas du point de vue des molécules qui leur provoquent la friction, mais oui parce que le vent et les turbulences commencent à se remarquer là. Il y a très peu de matière, mais le bateau détecte ces kilomètres de vol.
Pour l'espace
L'atmosphère ne s'arrête pas là. Cependant, au delà il y a juste rien. Il ne reste que quelques molécules ionisées. Mais elles ont des conséquences. D'une part, ils reflètent de nombreuses ondes radio. Les ondes proviennent de la surface terrestre et reflètent la surface terrestre. C'est pourquoi nous pouvons écouter une émission de radio diffusée à Araba en Euskal Herria. Cet effet est en outre plus fort pendant les nuits, lorsque le rayonnement solaire a disparu.
D'autre part, on dit que dans cette couche la température augmente de nouveau avec la hauteur. Cependant, dans ces conditions le concept de température change beaucoup. La molécule est insuffisante pour parler de la température réelle. Il est difficile de mesurer parce que pour cela, ils devraient transmettre la chaleur de leurs molécules. Mais il n'y a guère de molécules.
Cependant, il a été considéré comme une couche à haute température, qui a été appelé thermosphère. Cependant, en présence de molécules ionisées, le nom d'ionosphère est également utilisé pour parler de la partie supérieure de l'atmosphère.
Les dernières molécules de l'atmosphère se trouvent à 600 kilomètres ou plus loin de la surface terrestre. Mais ils sont si rares que dire ce qui est la limite est presque impossible. Là il n'y a juste rien. Finalisez le gaz sur vous. Nous sommes dans l'espace. Dans l'espace noir.
Les nuages, l'atmosphère visible
L'air n'est pas vu. Lorsque la vapeur d'eau de l'air est condensée, on voit les nuages. Ils acquièrent un aspect gazeux mais ne sont pas gazeux. Ils sont liquides, de petites gouttes d'eau et, si la température au moment de la condensation est très faible, de petits cristaux de glace. Ils sont donc solides ou liquides. Et c'est ce que perçoivent, entre autres, ceux qui volent dans des avions ultra-rapides. Entrer dans un nuage est comme s'écraser sur des milliers de particules.
Il existe de nombreux types de nuages, mais ils sont tous générés par refroidissement de la vapeur d'eau de l'air. La vapeur se condense et la goutte devient liquide et, à très basse température, dans un minuscule cristal de glace. Et, bien que condensés, les gouttes ne tombent pas au sol, car elles sont traînées par de petits courants d'air.
Et tout est lié. Ces courants d'air influencent également la formation des nuages. Les nuages qui se forment dans des vents lents sont organisés en couches, tandis que ceux produits dans des vents forts se développent vers le haut.
Mais les experts ne classent pas seulement les nuages en fonction de leur structure. Ils considèrent la hauteur du nuage comme importante. Plus de cinq mille mètres sont dominés par des cirrus. Comme la température à cette hauteur est très basse, les cristaux de glace forment les cirrus. Les vents forts s'allonge, mais ils peuvent avoir d'autres formes. Ceux qui forment une fine couche qui couvre totalement le ciel sont appelés cirvisages, tandis que ceux qui ont la forme de longs morceaux de coton sont appelés cirvisages.
Un peu plus bas, à deux mille mètres de haut, les nuages qui sont produits ont principalement de l'eau liquide. Ils sont appelés altoestratos et altocumulus, de petite et grande épaisseur respectivement. Dans les nuages bas prédominent les couches. Les nuages de pluie typiques sont nimboestrés, et bien que le ciel est entièrement couvert par des stratocoumules qui ne laissent pas de pluie. Parfois, ces nuages bas s'étendent en forme de brouillard et leur structure est difficile à détecter, et ils sont formés par des strates.
Certains nuages créent des vapeurs d'eau en augmentation. C'est peut-être parce que l'air chauffé par la surface terrestre se refroidit en montant. Ou parce qu'une chaîne de montagnes fait monter l'air. Ou où l'air chaud rencontre l'air froid, sur un front, parce que l'air chaud monte et à la fin refroidit. Les nuages générés dans ces modes sont de développement vertical, des amas. Certains donnent des montagnes géantes, des montagnes géantes en forme de champignons. Ces amas sont appelés cumulonimbos.
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