La stratosphère est la couche de l'atmosphère terrestre située entre la troposphère et la mésosphère. La tropopause et la stratopause séparent respectivement les couches, les deux zones de transition entre couches.
La stratosphère a une épaisseur d'environ 30 kilomètres et comprend des atomes d'oxygène et d'azote et des molécules d'ozone. Dans cette région, la température de l'air augmente avec l'altitude.
Quelle est l’altitude de la stratosphère ?
La hauteur de la stratosphère dépend du point terrestre où elle est mesurée. Il faut tenir compte du fait que la Terre a une forme ovale due au magnétisme des pôles :
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A l'équateur, la stratosphère commence à environ 17 kilomètres d'altitude au-dessus de la surface de la Terre (niveau de la mer)
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Aux pôles, la couche commence à environ 10 kilomètres de hauteur.
Au-dessus de cette couche, il y a la troposphère. De l'autre côté, au-dessus, la mésosphère commence à 50 km d'altitude de la surface de la Terre.
Pourquoi la température de la stratosphère augmente avec l'altitude ?
Dans la stratosphère, la température augmente avec l'altitude en raison de l'absorption du rayonnement ultraviolet du Soleil.
Contrairement à la troposphère sous-jacente, le début de cette couche est caractérisé par une température presque constante avec l'augmentation de l'altitude, la couche isotherme. Au-delà, la température de la stratosphère augmente avec l'altitude et, à environ 47 km, elle atteint à nouveau le point de congélation.
Lorsque la température diminue avec l'altitude, la stratosphère se transforme en mésosphère. Elle est d'environ -50 °C au point le plus bas de la couche et entre 0 et 30 °C au point le plus haut.
La quantité de rayonnement ultraviolet (rayons UV solaires) pénétrant diminue à mesure que la distance à la Terre diminue. Combiné à une densité plus élevée de l'atmosphère, cela se traduit par une baisse de température.
Un réchauffement stratosphérique soudain peut faire grimper les températures de plusieurs dizaines de degrés Celsius en hiver.
La mésosphère commence au sommet de la stratosphère. Dans la mésosphère, il y a une diminution de la température avec l'altitude.
Comment se forme le bon ozone stratosphérique ?
L'ozone est un gaz incolore hautement réactif composé de trois atomes d'oxygène (O 3 ). On le trouve naturellement dans les deux basses couches de l'atmosphère.
L'ozone troposphérique naturel provient du transport depuis la stratosphère et de la formation photochimique.
Ce dernier processus se produit lorsque les composés organiques volatils (COV), le monoxyde de carbone (CO) et les oxydes d'azote (NO x ) interagissent par des réactions chimiques provoquées par le rayonnement solaire.
Dans une atmosphère non altérée par l'activité humaine, ces réactions font partie du cycle du carbone. À travers le cycle du carbone, les COV qui sont émis naturellement par la végétation ou par l'activité biologique dans les zones humides, entre autres, produisent du CO 2 et de la vapeur.
En raison de l'évolution verticale de la température, la stratosphère est stable et il n'y a pratiquement pas de convection ni de turbulence. En conséquence, il ne se forme pratiquement pas de nuages, mais des nuages nacrés peuvent se former lors des hivers polaires glaciaux. Ces nuages sont essentiels à la création de molécules d'ozone qui absorbent les rayons ultraviolets du soleil.
Quelle est la différence entre l'ozone troposphérique et l'ozone stratosphérique ?
Il existe une différence significative de composition entre la troposphère et la stratosphère. Par exemple, la stratosphère contient plus de molécules d'ozone et moins de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone que la troposphère.
L'absence de mouvement vertical de l'air signifie que la pollution, une fois présente, peut rester longtemps dans cette couche.
Quelle est la proportion d'ozone dans chaque couche ?
Pour l'essentiel, pratiquement 90 % de l'ozone terrestre se trouve dans la stratosphère. Ici, l'ozone forme ce qu'on appelle la couche d'ozone.
Les 10 % restants de l'ozone se trouvent naturellement dans la partie la plus basse de l'atmosphère : la troposphère.
Comment la pollution affecte-t-elle la couche d'ozone ?
Dans les régions altérées par l'activité humaine, les niveaux élevés de NOx émis par les moteurs à combustion, agissent comme catalyseurs de la formation d'ozone à partir des COV. Ses rangs, à leur tour, augmentent également en raison de l'activité urbaine et industrielle comme par exemple les bombes aérosols.
La vitesse de formation de l'ozone est considérablement augmentée avec l'augmentation du rayonnement solaire, des émissions de précurseurs (NO X ) et du cycle biologique des émissions biogéniques de COV. Pour cette raison, ses niveaux sont plus élevés dans le sud de l'Europe et au printemps et en été.
Le problème avec cette augmentation est que l'ozone troposphérique n'exerce pas une fonction bénéfique comme le fait l'ozone stratosphérique. C'est parce qu'il a une réactivité élevée et une forte capacité oxydante.
Qu’est-ce que le trou d’ozone?
Le trou dans la couche d'ozone est une zone où se produisent des réductions anormales de la couche d'ozone. La teneur en ozone est mesurée en unités Dobson (UD).
Ce phénomène a été attribué à l'augmentation de la concentration de chlore et de brome dans la stratosphère due à la fois aux émissions anthropiques de composés chimiques, parmi lesquels se distinguent les composés chlorofluorocarbones (CFC) utilisés comme fluides frigorigènes.
La destruction d'ozone et le trou d'ozone dans celle-ci ont suscité des inquiétudes dans le monde entier concernant le risque accru de cancer et d'autres effets négatifs.
En 1987, les nations se sont réunies à Montréal pour signer le protocole de Montréal pour protéger la couche d’ozone après avoir mis en évidence comme affecte-t-il au changement climatique.
