 homosphère |
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Les régions de la
basse atmosphère
et de la
moyenne atmosphère
s'organisent par couches successives
—
la
troposphère
, la
stratosphère
, la
mésosphère
—
s'étendant verticalement à des altitudes respectives de plus en plus élevées, auxquelles correspondent des
pressions atmosphériques
et des
masses volumiques
de plus en plus en plus faibles ; la variation verticale de la
température absolue
de l'
air
n'y est pas uniforme, mais décroît en général dans la troposphère, puis devient constante et ensuite croissante dans la stratosphère, et enfin décroît de nouveau dans la mésosphère. L'ensemble formé par ces régions, qui enveloppe la surface terrestre jusqu'à une altitude d'environ 80 km, est appelé l'homosphère, car le mélange
turbulent
entre les différents éléments gazeux composant une
parcelle
atmosphérique y est suffisamment actif pour compenser les hétérogénéités de répartition qui pourraient résulter des différences de
masse volumique
, et donc de
poids
, entre ces éléments : ainsi, bien que l'azote et l'oxygène moléculaires (tous deux diatomiques) et les divers
gaz rares
(monoatomiques) n'aient pas les mêmes
masses molaires
, leurs participations respectives à la
composition volumétrique
de l'
air sec
restent à tout moment les mêmes en tout point de l'homosphère (21 %, par exemple, pour l'oxygène moléculaire), et la composition de l'air pris dans sa globalité ne module que fort peu la composition volumétrique précédente lorsqu'elle lui ajoute les participations des éléments à
proportion volumique
variable (mais faible) dans l'
atmosphère
, c'est-à-dire la
vapeur d'eau
essentiellement, puis le
gaz carbonique
et l'
ozone
, et enfin de nombreux constituants mineurs à l'état de traces. |
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Mais plus haut, dans une région intermédiaire qui part de la limite supérieure de la mésosphère
—
la
mésopause
—
pour pénétrer assez profondément dans la
thermosphère
, les
proportions volumiques
respectives des éléments atmosphériques commencent à se modifier de plus en plus fortement : au sein de cette enveloppe de 15 à 20 km d'épaisseur, la réapparition d'une croissance de la
température
suivant la
verticale
et les débuts d'intervention des réactions chimiques de
photodissociation
favorisent l'amplification du rôle joué par la
diffusion
moléculaire au détriment du mélange turbulent, lequel prédominait dans l'homosphère et permettait ainsi l'entretien d'une diffusion uniforme, à tout instant et en tout lieu, pour tous les composants et toutes les directions spatiales ; finalement, au-dessus d'une centaine de km d'altitude, on peut estimer que seule la diffusion moléculaire régit la répartition volumique des constituants atmosphériques. Cette région intermédiaire de la basse thermosphère est nommée la
turbopause
(en référence, précisément, au rôle joué jusqu'à semblables altitudes par la
turbulence
) ou, plus rarement, l'
homopause
; on y décèle les premières décompositions de l'oxygène moléculaire en oxygène atomique, qui déterminent ainsi le passage de l'homosphère à l'
hétérosphère
: celle-ci est la région de l'atmosphère caractérisée par la variabilité spatiale de la composition volumétrique de l'air et située immédiatement au-dessus de l'homosphère, à partir d'une altitude à vrai dire assez imprécise (entre 80 et 100 km environ, suivant qu'on y rattache ou non la turbopause, dont l'altitude, par ailleurs, semble moindre le jour que la nuit). L'hétérosphère recouvre largement la thermosphère (et l'
ionosphère
) ; l'environnement physique qui y règne favorise les discriminations de répartition verticale entre constituants atmosphériques, elles-mêmes gouvernées par l'influence de la
force de gravité
: ainsi, à mesure que l'on s'élève en altitude dans l'hétérosphère, c'est un corps chimique de plus en plus léger qui en devient le constituant majoritaire, l'azote moléculaire cédant bientôt la place à l'oxygène atomique, auquel se substitue plus haut l'
hélium
, puis l'hydrogène atomique. |
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