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La troposphère est la couche de l'atmosphère terrestre que les météorologues observent de plus près, car c'est là que le temps se passe. De toutes les couches qui forment l'atmosphère, c'est la plus proche du sol et toutes les formes de relief de la Terre, y compris les plus hautes montagnes, existent en son sein. La troposphère contient 75% des gaz atmosphériques de la Terre, y compris 99% de sa vapeur d'eau, qui joue un rôle majeur dans la régulation de la température à la surface de la planète.
Cinq couches atmosphériques
L’enveloppe de gaz qui entoure la Terre et s’étend presque à mi-chemin de la Lune se compose de cinq couches distinctes. La troposphère s’étend sur une distance de 14 à 18 km au-dessus du sol et se confond avec la tropopause, tampon entre cette couche et la suivante, la stratosphère. La mésosphère commence à une altitude d’environ 90 kilomètres (56 milles), juste au-dessus de la mince couche d’ozone de la haute stratosphère qui bloque la lumière ultraviolette. Les aurores se trouvent dans la couche suivante, appelée ionosphère, ou thermosphère. Enfin, l’exosphère s’amincit et se confond progressivement avec l’espace vide.
Composition de la troposphère
Outre l'azote, l'oxygène et l'argon, il existe des traces de plusieurs autres gaz dans la troposphère, et deux d'entre eux - la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone - sont particulièrement importants pour les météorologues. Les deux absorbent et réfléchissent la chaleur du sol qui irait autrement dans l'espace, maintenant ainsi la surface de la planète suffisamment chaude pour supporter la vie. La concentration de vapeur d'eau n'est pas constante - elle augmente avec la latitude, formant environ 3% de la troposphère à l'équateur. Outre ces deux gaz à effet de serre, la troposphère est également constituée de quantités variables de polluants, tels que le dioxyde de soufre et l'ozone, en particulier à proximité des grandes villes.
Soleil et vent
Les vents troposphériques qui transportent la chaleur et l'humidité dans le monde sont alimentés par l'énergie du soleil. Le soleil chauffe davantage l'équateur que les pôles, et le différentiel de température provoque un mouvement de l'air qui est dévié par la rotation de la Terre. Cela provoque des vents soufflant de l'est dans les régions équatoriales et polaires et des vents d'ouest aux latitudes moyennes. Les zones de haute et basse pression, ainsi que les schémas locaux de turbulence, interagissent avec ces vents mondiaux pour produire les régimes de vents changeants que les météorologues étudient.
Le cycle de l'eau
Le mouvement de l'eau entre les états gazeux, liquide et solide, alimenté par le réchauffement inégal de la surface de la Terre par le soleil, est une autre dynamique météorologique importante. La vapeur d'eau, présente dans l'air à cause de l'évaporation des océans et de la transpiration des plantes, se refroidit à mesure qu'elle se lève pour former des nuages. Dans les nuages, l'eau se condense et gèle pour retomber à la surface sous forme de pluie et de neige. Seuls les plus gros nuages, généralement formés dans le cadre d'un ouragan, atteignent la stratosphère. La plupart se forment entièrement dans la troposphère.