Homosphère
Définition
L'homosphère est la partie basse, la plus terrestre, de l'atmosphère. La hauteur de la couche homosphérique est d'environ 80 à 100–120 km. Sa composition chimique ne change pas de manière significative avec l'altitude, à l'exception de la teneur en gaz traces. Elle est surmontée de l'hétérosphère (thermosphère et exosphère), couche la plus haute de l'atmosphère.
Schéma des altitudes pour l'homosphère et l'hétérosphère :
L'atmosphère jusqu'à 80 km s'appelle l'homosphère et l'atmosphère en altitude est l'hétérosphère.
Explications
La zone de transition entre l'homosphère et l'hétérosphère est appelée turbopause ou homopause, qui dans le cas de la Terre est à une altitude d'environ 80 à100–120km. L'homosphère inclut la stratosphère et la mésosphère.
En plus de la division habituelle d'une atmosphère et surtout de l'atmosphère terrestre en fonction de son gradient de température vertical, la météorologie distingue également entre l'homosphère et l'hétérosphère. Dans l'homosphère, les gaz atmosphériques sont bien mélangés, dans l'hétérosphère au-dessus, les composants atmosphériques commencent à se séparer avec une hauteur croissante.
L'homosphère atmosphérique
L'air de l'homosphère (air ambiant respirable) contient principalement de l'azote et de l'oxygène. La teneur en vapeur d'eau, ozone et dioxyde de carbone varie. L'homogénéité de la composition résulte du mélange intensif d'air par convection thermique et turbulence. Au sein de l'homosphère, il existe des couches aux conditions thermiques différentes : troposphère, stratosphère et mésosphère.
L'observation montre que dans la troposphère et essentiellement aussi dans la stratosphère et la mésosphère, la composition de l'atmosphère est pratiquement indépendante de l'altitude. La turbulence et les mouvements verticaux à grande échelle mélangent convectivement l'atmosphère dans cette zone si efficacement que la ségrégation ne peut pas prévaloir. Cette couche bien mélangée, qui s'étend sur une hauteur d'environ 100 km, s'appelle l'homosphère.
En raison de la composition constante, le mélange "air" a toujours la même masse molaire moyenne d'environ 29 g/mol jusqu'à une hauteur d'environ 80 km. Les formules de hauteur barométrique peuvent donc traiter l'air jusqu'à ces hauteurs comme un gaz uniforme avec ce poids moléculaire.
Cependant, la teneur en vapeur d'eau dans la troposphère diminue fortement avec l'altitude, car la baisse de température permet des pressions de vapeur maximales toujours plus basses. Par exemple, la pression de vapeur d'eau à une hauteur de 10 km a généralement chuté à environ 1‰ de la valeur du sol (la pression atmosphérique, en revanche, seulement à 25 % de la pression du sol).
La formation en fonction du niveau de l'ozone et d'autres gaz en trace conduit également à une concentration en fonction du niveau de ces composants de l'air.
L'homosphère terrestre contient la majeure partie de l'atmosphère avec plus de 99,9 % des particules. La Fédération Aéronautique Internationale voit la hauteur de 100 km (ligne Kármán) comme la frontière de l'espace, car ici (à une température de -80 °C et une pression d'air de 0,03 Pascal, soit 0,0 0003 % de la pression atmosphérique) Niveau de la mer) la vitesse nécessaire pour maintenir la flottabilité atteint la valeur de la vitesse orbitale nécessaire pour maintenir une orbite terrestre. Cette définition de la frontière entre l'air et l'espace est largement reconnu à l'échelle internationale, bien que la NASA, par exemple, s'écarte de cette limite à la mésopause.
L'hétérosphère atmosphérique
L'hétérosphère est la partie supérieure d'une division en deux parties de l'atmosphère selon l'homogénéité générale de la composition atmosphérique; elle est la couche au-dessus de l'homosphère.
À des altitudes plus élevées, des processus de diffusion moléculaire qui dépendent de la masse molaire interviennent en raison de l'augmentation des longueurs de libre parcours (près du sol : environ 0,06 μm, à 100 km de hauteur : environ 15 cm, à 200 km de hauteur : environ 200 m). Ainsi, dans ce domaine appelé l'hétérosphère, la ségrégation cinétique des gaz requise par les statistiques de Boltzmann a effectivement lieu : par exemple, la masse molaire moyenne de l'air à 700 km est tombée à environ 16 g/mol (correspond à l'oxygène atomique) et tombe à des hauteurs encore plus élevées à 4 g/mol (hélium) et enfin 1 g/mol (hydrogène).
Les grandes longueurs de libre parcours signifient que les particules de gaz peuvent difficilement se rassembler pour les processus de mouvement collectif, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas de vents dans l'hétérosphère. Les panaches d'échappement des roquettes ascendantes sont donc emportés dans l'homosphère principalement par des vents de haute altitude qui changent de direction sans que leur diamètre ne change de manière significative, alors qu'ils se diffusent rapidement à part dans l'hétérosphère.
En plus de la ségrégation cinétique des gaz, les processus de dissociation déclenchés par le rayonnement ultraviolet du soleil influencent également la composition de l'atmosphère. Au-dessus d'environ 80 km, le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau restante se dissocient. La dissociation des molécules d'O2 en atomes d'O, qui commence à une hauteur d'environ 30 km et y conduit à la formation d'ozone, ne produit des atomes d'O libres qu'à partir d'une hauteur d'environ 100 km. Il n'y a que des traces d'O2 au-dessus d'environ 150 km.
Synonymes, antonymes
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