Tropopause : définition, caractéristiques et autres couches de l'atmosphère

La tropopause est une couche de l'atmosphère qui sépare la troposphère, où se produisent la plupart des phénomènes météorologiques, de la stratosphère, région plus stable et moins turbulente. Elle se trouve à différentes altitudes en fonction de la latitude et des conditions climatiques : près de l'équateur, elle se situe généralement entre 16 et 18 kilomètres d'altitude, tandis que dans les régions polaires, elle peut être située à environ 8 à 10 kilomètres.

Cette zone agit comme une barrière qui limite les échanges d'air et de substances chimiques entre la troposphère et la stratosphère. Elle est connue pour être une région de transition thermique : dans la troposphère, la température diminue avec l'altitude, mais dans la tropopause, elle se stabilise ou peut même commencer à augmenter légèrement au fur et à mesure que l'on se déplace dans la stratosphère.

La tropopause a plusieurs caractéristiques qui la rendent unique parmi les couches de l'atmosphère. Voici ses principales caractéristiques :

• Température constante : contrairement à la troposphère, où la température diminue avec l'altitude, dans la tropopause, cette variation s'arrête. Dans cette couche, la température reste pratiquement constante, marquant une frontière thermique entre la troposphère et la stratosphère.
• Altitude variable : sa hauteur n'est pas fixe, car elle dépend de facteurs tels que la latitude et les conditions météorologiques. À l'équateur, la tropopause est plus élevée en raison de la plus grande énergie solaire reçue, tandis qu'aux pôles, elle est plus basse. Elle peut également varier légèrement en fonction de la saison.
• Fonction de barrière : la tropopause limite le mouvement vertical des masses d'air. Cela signifie que la majeure partie de la vapeur d'eau, des aérosols et d'autres composés chimiques présents dans la troposphère n'atteignent pas la stratosphère. Ceci est important pour maintenir les différences dans la composition chimique des deux couches.
• Région de cisaillement du vent : les vents ont tendance à être plus intenses et peuvent changer de direction ou de vitesse, ce qui entraîne des phénomènes tels que les courants-jets, qui sont essentiels pour la circulation atmosphérique mondiale et la formation des systèmes météorologiques.
• Variations en fonction du climat : le réchauffement de la planète et les changements climatiques peuvent affecter l'altitude et la stabilité de la tropopause. Par exemple, une augmentation de la température troposphérique peut élever la hauteur de la tropopause, ce qui influe sur les conditions météorologiques mondiales.

La tropopause joue un rôle fondamental dans l'équilibre et le fonctionnement de l'atmosphère terrestre, car il agit comme une frontière dynamique entre la troposphère et la stratosphère. Voyons ensemble quelles ses principales fonctions une à une :

• Régulation des échanges d'énergie et de matière : la tropopause limite les échanges de chaleur, de gaz et de particules entre la troposphère et la stratosphère. Par exemple, la vapeur d'eau, abondante dans la troposphère, se trouve à des niveaux très bas dans la stratosphère à cause de cette barrière.
• Contrôle des phénomènes climatiques et météorologiques : cette couche marque la limite supérieure des processus météorologiques, car la plupart des nuages et des tempêtes ne peuvent pas la traverser.
• Influence sur la circulation mondiale : la tropopause est l'endroit où il y a des courants-jets. Ces courants agissent comme des « tapis roulants » qui déplacent les systèmes de haute et de basse pression, affectant la distribution de la chaleur et de l'humidité autour du globe.
• Protection contre les radiations et les composés stratosphériques : la tropopause empêche les produits chimiques de la stratosphère, tels que l'ozone, de pénétrer facilement dans la troposphère.
• Amortir l'impact des phénomènes extérieurs : elle contribue également à modérer l'impact des phénomènes extérieurs tels que les éruptions volcaniques et les événements solaires. Pour exemple, lorsqu'une éruption rejette des gaz ou des particules dans l'atmosphère, la tropopause peut limiter la dispersion verticale de ces substances, en les concentrant dans la troposphère ou la stratosphère selon leur hauteur.

En plus de la tropopause, l'atmosphère terrestre est composée d'autres "pauses" qui marquent les limites entre ses différentes zones. Ces "pauses" remplissent des fonctions similaires à celles de la tropopause, car elles servent toutes de zones de transition entre des régions aux propriétés physiques différentes. Voyons quelles sont les différentes "pauses" de l'atmosphère :

• Stratopause : elle se situe entre la stratosphère et la mésosphère, à environ 50 kilomètres d'altitude. Elle marque la fin de l'augmentation de température qui se produit dans la stratosphère en raison de l'absorption du rayonnement ultraviolet par l'ozone. C'est une couche relativement stable, avec des températures maximales dans cette région (autour de 0 °C). La stratopause agit comme une barrière séparant la stratosphère, où l'ozone domine, de la mésosphère, plus froide et moins dense. Elle régule également le flux de chaleur et d'énergie entre ces deux couches.
• Mésopause : elle se situe entre la mésosphère et la thermosphère, à une altitude de 80-85 kilomètres. C'est la région la plus froide de l'atmosphère, avec des températures pouvant descendre jusqu'à -90 °C ou moins. Dans cette pause, la température cesse de diminuer avec l'altitude et commence à augmenter en entrant dans la thermosphère. La mésopause limite les pertes de chaleur vers l'espace et contribue à contenir les phénomènes tels que les ondes atmosphériques et les turbulences.
• Thermopause : elle se situe entre la thermosphère et l'exosphère, à une altitude comprise entre 500 et 1 000 kilomètres environ, en fonction de l'activité solaire. Dans cette région, la température cesse d'augmenter avec l'altitude et atteint des valeurs extrêmement élevées en raison de l'absorption du rayonnement solaire par les gaz présents. Cependant, en raison de la faible densité de l'air, la chaleur transférée aux objets est minime. Elle marque la transition vers l'exosphère, où les molécules de gaz sont si rares qu'elles ne se comportent plus comme un fluide continu.

Si vous souhaitez lire plus d'articles semblables à Tropopause : définition, caractéristiques et autres couches de l'atmosphère, nous vous recommandons de consulter la catégorie Faits insolites sur la Terre et l'univers.