8.2.1. L'atmosphère

L’atmosphère est l’enveloppe de gaz qui entoure la Terre. Son épaisseur est de 1500 km, les 50 premiers kilomètres contenant 99,9 % de son volume global. En fonction des variations que la température y subit, les météorologues partagent l'atmosphère en quatre couches à partir du sol qui sont :

• La troposphère ou basse atmosphère : riche en vapeur d'eau et en nuages, son épaisseur est d'une dizaine de kilomètres et la température y décroît régulièrement (en moyenne de + 15 °C à - 56 °C).
• La stratosphère ou moyenne atmosphère: jusqu'à une cinquantaine de kilomètres d'altitude. Les réactions photochimiques induites par la présence de l'ozone fournissent à l'air un apport de chaleur de sorte que la température augmente jusqu'à des températures proches du zéro.
• La mésosphère : épaisse d'une trentaine de kilomètres, la température décroît de nouveau jusqu'à - 90 °C.
• La thermosphère ou la haute atmosphère : des transformations physiques et chimiques affectent un air raréfié et soumis à des températures croissantes (jusqu’à + 500 °C à 500 km d’altitude).

              8.2.2. Interaction entre l'atmosphère et le rayonnement solaire

A la traversée de l’atmosphère, le rayonnement solaire diminue du à son interaction avec l’atmosphère. La réduction du rayonnement solaire est due à

-la réflexion par l’atmosphère

-l’absorption dans l’atmosphère (due principalement aux gaz O₃, H₂O, O₂ et CO₂)

-la diffusion de Mie

-la diffusion de Rayleigh.

L’absorption du rayonnement solaire par les différents gaz de l’atmosphère est fortement sélective et influence quelques parties du spectre solaire. La figure 2 montre le spectre solaire hors atmosphère et sur terre. Le spectre solaire sur terre montre des baisses significatives pour certaines longueurs d’ondes dues à l’absorption.

Figure 14 : Spectres solaires extraterrestre et terrestre

Le degré d’atténuation du rayonnement solaire à travers l’atmosphère dépend du chemin optique et des caractéristiques du milieu traversé. Dans les calculs de rayonnement solaire, on utilise la notion de masse atmosphérique.