L’atmosphère

L’atmosphère est la couche gazeuse qui entoure la terre. La multitude de molécules qui la constituent va en diminuant à mesure qu’on s’éloigne du sol. Cette diminution est de l’ordre de la moitié chaque fois qu’on s’élève de 5 kilomètres. Lorsqu’on arrive à 150 kilomètres d’altitude, les molécules sont tellement raréfiées qu’on se trouve en présence d’un vide égal à celui fourni par les meilleures machines pneumatiques connues. À cette hauteur, il n’y a plus qu’une molécule par mètre cube. Le vide est donc bien près d’être parfait, mais on ne peut pas dire qu’il n’y a plus rien et que là se limite notre atmosphère.

Certaines étoiles filantes passent à 200 ou 400 kilomètres de notre terre, et ces bolides, corps obscurs mais très rapides (40 kilomètres par seconde), deviennent lumineux, incandescents, par suite de leur frottement sur notre enveloppe gazeuse ; à ces grandes hauteurs, il y a donc encore des molécules.

De même les aurores boréales, qui se situent parfois à 600 ou 800 kilomètres d’altitude, ne seraient pas visibles si à cette distance le vide absolu régnait.

Prenons donc une leçon de modestie en constatant l’imperfection de nos meilleures machines pneumatiques, et ne cherchons pas à fixer la limite de l’atmosphère ... Contentons-nous d’étudier ce qui se passe dans l’atmosphère météorologique, c’est-à-dire dans la zone gazeuse qui entoure notre globe sur une trentaine ce kilomètres d’épaisseur.

L’atmosphère se divise en deux couches :

La troposphère, qui entoure immédiatement la terre, et la stratosphère, qui entoure la troposphère.

La zone idéale qui sépare ces deux couches, en servant de plafond à l’une et de plancher à l’autre, se nomme la tropopause.

Comment situe-t-on cette tropopause ? On remarque que, si la température décroît régulièrement d’environ 6 degrés par kilomètre d’élévation, il arrive un moment où elle ne diminue plus régulièrement et où, même, elle reste stationnaire. On appelle le lieu où se produit ce phénomène : tropopause. Cette surface n’est pas partout également distante de la terre ; ainsi elle est à 17 kilomètres de l’équateur et se rapproche graduellement jusqu’à 7 kilomètres des pôles. Dans nos régions, elle est à 10 ou 12 kilomètres, et la température y est d’à peu près 50 degrés sous zéro.

Notons, en passant, que la troposphère est donc beaucoup plus aplatie que la terre.

Comme la température, la pression barométrique diminue avec l’altitude, et cela assez rapidement, puisqu’elle perd 1 millimètre tous les 11 mètres à peu près. Il y a donc 2 millimètres de moins à un quatrième étage que sur le trottoir ! Cette diminution de pression est utilisée pour le calcul des altitudes, et les altimètres ne sont que des baromètres dont on a modifié le cadran, en remplaçant les graduations habituelles par des indications en mètres et multiples.

La pression n’est plus, à 5.000 mètres, que la moitié de ce qu’elle est au sol, et seulement le quart aux environs de 11 kilomètres.

Par suite de la raréfaction des molécules, si un décimètre cube d’air pèse 1gr,3 au niveau de la mer, il ne pèse plus que 1 gramme à 3.000 mètres d’altitude.

Les principaux composants de l’air sont : l’azote (78 p. 100), l’oxygène (21 p. 100) ; puis l’argon (pas tout à fait 1 p. 100) ; l’hydrogène, le gaz carbonique, l’hélium, le néon en très petites quantités ; enfin l’ozone, mais infiniment peu ; c’est cependant ce dernier corps qui diminue un million de fois l’énergie des radiations ultra-violettes.

Un mot sur l’ionosphère, qui est constituée par des couches électrisées et qui joue le rôle d’un miroir dans la transmission des ondes hertziennes, un peu comme un miroir ordinaire renvoie plus loin et dans une autre direction les rayons lumineux reçus.

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Pascal, en 1648, au Puy-de-Dôme, étudie les variations du baromètre avec l’altitude, puis Montgolfier étend « plus haut » ces premières recherches.

L’aérostation, en se développant, permit de faire de mieux en mieux, mais les observations ne pouvaient être faites par tous les temps, car on ne pouvait pas exposer de vies humaines. On a donc envoyé des ballons libres portant seulement des appareils enregistreurs, qui revenaient au sol, leur mission remplie, soutenus par des parachutes.

Malheureusement, ces appareils restaient parfois introuvables pendant des semaines ou des mois, ce qui enlevait presque toute valeur aux renseignements recueillis. Trop souvent même, on ne les retrouvait jamais ...

Avec l’avion moderne, le sondage aérien devint plus facile ; le pilote, ayant à son bord les appareils enregistreurs, groupés en un « météorographe », n’avait qu’à monter au niveau voulu, puis revenir au sol, où des spécialistes dépouillaient immédiatement les documents obtenus. Mais, là encore, le mauvais temps empêchait parfois l’ascension, donc la collecte de renseignements.

On a donc mis au point des ballons sondes, munis, en plus des instruments ordinaires de météo, d’un petit poste émetteur de T. S. F., qui envoie périodiquement les indications recueillies. En réalité, ces instruments et ce poste sont condensés dans un seul appareil très léger.

On reçoit, à la station, les renseignements relatifs à l’atmosphère à l’instant même où ils sont recueillis, ce qui réduit à zéro le risque de perte du ballon. D’autre part, celui-ci monte plus vite et plus haut que l’avion, et, n’exposant pas de vie humaine, il peut être lancé par tous les temps. Il n’y a donc que des avantages à utiliser les « radiosondes ». Autre argument en leur faveur, alors qu’il fallait ayant, pour avoir la vitesse et la direction du vent, suivre les ballons au théodolite et qu’ainsi on les perdait rapidement de vue, soit à cause de la hauteur, soit à cause de la nébulosité, on peut actuellement situer à chaque instant les appareils modernes, en suivant leurs émissions aux « gonios ».

Ainsi, en quelques courts instants, on a une coupe verticale de l’atmosphère au-dessus du point de l’observation, on connaît la pression, la température, l’humidité, la force et la direction du vent. D’autre part, on « voit » l’état nuageux du ciel, et tout cela jusqu’au sein de la stratosphère. Cette connaissance exacte et immédiate de tous les éléments en altitude est capitale du point de vue de la prévision.

Quant aux ascensions stratosphériques, disons bien vite qu’elles ne servent pas à grand’chose pour la météorologie, car les stratostats plafonnent dans une région que les ballons sondes atteignent et dépassent tous les jours, et qu’on ferait mieux de multiplier les sondages en utilisant pour ceux-ci l’argent consacré aux spectaculaires ascensions dans la stratosphère.

PYX.

Le Chasseur Français N°614 Juin 1947 Page 509