Montée de l’air et détente

• Quand l’air s’élève, il se détend car la pression diminue.
• Cette détente entraîne une baisse de température.
• Compression → température augmente.
• Détente → température diminue.
• Refroidissement de l’air :
• Air sec : -10°C / 1000 m
• Air humide : -6°C / 1000 m (la condensation libère de la chaleur latente).
• Chaleur latente : chaleur échangée lors d’un changement d’état (ex. condensation).

Atmosphère et ozone

a) Stratosphère

• L’ozone (O₃) se forme quand les UV solaires (20–290 nm) cassent les molécules d’oxygène (O₂).
• L’ozone absorbe les UVC, très dangereux pour la vie.
• Il y a un équilibre naturel entre formation et destruction d’ozone.

b) Troposphère

• Les UV moins puissants ne cassent pas directement l’oxygène.
• Les polluants (NO₂, hydrocarbures) créent alors de l’ozone :
• NO₂ + hv → NO + O
• O + O₂ → O₃
• En été, cela peut causer des pics de pollution à l’ozone.

c) Destruction de l’ozone

• L’ozone absorbe aussi les UVB (290–320 nm).
• Les radicaux OH, NO, Cl détruisent l’ozone.
• Les CFC (gaz réfrigérants, aérosols) libèrent du chlore qui empêche la reformation d’ozone.
• Résultat : plus d’UV atteignent le sol, provoquant des dégâts biologiques.

Structure et température de l’atmosphère

a) Mésosphère

• Température très basse : jusqu’à -127°C à la mésopause.

b) Température de l’air

• L’air est chauffé par le bas : le sol absorbe le rayonnement solaire et le transmet à l’air.

c) Spectre solaire

• Rayonnement solaire : 20 à 800 nm, maximum à 500 nm (vert-jaune).
• Le soleil émet env. 1,94 cal/min/cm² (constante solaire).
• L’atmosphère absorbe une partie de l’énergie (CO₂ et vapeur d’eau absorbent les infrarouges).

d) Bilan énergétique global

• Sur 100 unités reçues :
• Atmosphère absorbe 19
• Surface terrestre absorbe 29
• Nuages réfléchissent 23
• Le reste est réfléchi ou diffusé
• Albédo : part du rayonnement solaire réfléchi par un corps.

Transfert de chaleur

a) Rayonnement

• La Terre réchauffée émet à son tour un rayonnement infrarouge.

b) Conduction

• La chaleur se propage des zones chaudes vers les froides.
• Air et sol sec : mauvais conducteurs.
• Eau : bon conducteur.

c) Rôle de l’eau

• L’eau stocke la chaleur lentement et la restitue doucement → faibles variations de température.
• Les terres se réchauffent et se refroidissent vite → fortes amplitudes thermiques.
• Océans : climat doux.
• Continents : étés chauds, hivers froids.

d) Courants marins

• Gulf Stream (chaud) : réchauffe l’Europe de l’Ouest.
• Courant du Labrador (froid) : refroidit le Canada et le nord des USA.
• → Les courants marins transfèrent la chaleur entre les régions.

Les vents et la pression atmosphérique

a) Mesure

• Direction du vent : girouette (à 10 m du sol).
• Vitesse : anémomètre (en m/s, km/h ou nœuds).
• Échelle de Beaufort : mesure la force du vent selon ses effets.

b) Types de zones de pression

TypeSymboleCaractéristiquesAnticycloneA ou HHaute pression, beau temps, vents faiblesDépressionD ou BBasse pression, mauvais temps, vents fortsCol–Zone calme entre anticyclones et dépressionsMarais barométriques–Pression stable, vents faibles, temps perturbéDorsale–Extension d’un anticyclone → beau tempsTalweg (thalweg)–Extension d’une dépression → vent fort, pluie

c) Isobares et cartes météo

• Isobare : ligne reliant les points de même pression.
• Utilisées pour repérer anticyclones et dépressions.
• En altitude, on trace plutôt les isohypses (hauteurs où la pression est constante).

d) Mouvement de l’air

• Dans un anticyclone, l’air descend (subsident) → ciel dégagé.
• Dans une dépression, l’air monte (ascendant) → formation de nuages et pluies.
• Images satellites : les nuages s’enroulent autour du centre dépressionnaire.