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En altitude, pourquoi gèle-t-il alors que le soleil est plus près ?

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everestOn pourrait croire que plus on grimpe en altitude, plus on se rapproche du Soleil et plus son rayonnement réchauffe l’air… Pourtant, au sommet de l’Everest, à 8848m, la température avoisine les -42,5°C ! Et pour cause : les rayons du Soleil traversent l’atmosphère sans la réchauffer, cette dernière ne se réchauffe que sous l’effet de la chaleur dégagée par la terre. Pour autant ; l’air chaud ayant tendance à s’élever, la chaleur pourrait se diffuser dans les couches supérieures de l’atmosphère. Or ce n’est pas le cas. L’explication est physique : la diminution de la température de l’air avec l’altitude dépend de la pression atmosphérique. Ainsi, en montant, l’air se dilate pour conserver le même volume, ce qui dissipe de la chaleur.

Ce phénomène, nommé détente adiabatique, explique que dans la troposphère, la couche qui s’étend sur les 12 premiers kilomètres de l’atmosphère, la température diminue avec l’altitude. Si, au niveau de la mer, où la pression est de 1013hPa, le thermomètre affiche 15°C, à 1000m d’altitude, sous une pression de 900Pa, il ne fera plus que 8,5°C, et au sommet du Mont Blanc, à 4810m,-16,3°C sous 314hPa. Ce gradient thermique adiabatique ne tient pas compte des paramètres locaux comme les nuages, la végétation, le type de sol ou le degré d’humidité de l’air. « pour autant la température, la température dans les différentes couches de l’atmosphère n’est pas constante », précise Sébastien Léas de Météo France. Les températures des quatre couches dépendent de leur composition chimique et de leurs caractéristiques ».

Si dans la troposphère, la température diminue avec l’altitude, elle augmente dans la couche suivante, la stratosphère (12 km-50km). L’action des UV sur les molécules de dioxygène produit alors de l’Ozone qui libère de la chaleur. A la limite supérieure de la stratosphère, la température atteint les 0°C. Dans la mésosphère (50-80km), pauvre en particules d’air, elle décroit avec l’altitude jusqu’ ‘à-73 °C. Elle remonte, de 300°C à 1600°C, selon l’activité du Soleil, dans la thermosphère (80km-620km).

Cette fois, l hausse est due à l’absorption de certains ultraviolets (entre 100 et 200 nanomètres) par les molécules de dioxygène. Ce qui a pour effet d’agiter ces molécules et ainsi d’élever la température de cette couche.

KJ

(©) Sciences et vie

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