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Diminution de la température avec l’altitude
La température diminue avec l’altitude. Cela est dû à différents facteurs : la pression atmosphérique et la teneur en vapeur d’eau de l’air.
La température diminue avec l’altitude. Cela est dû à différents facteurs : la pression atmosphérique et la teneur en vapeur d’eau de l’air.
La température diminue en moyenne de 0,65 °C par 100 mètres de différence d’altitude. Si l’air est très sec, par exemple en cas de situation anticyclonique, l’air peut même se refroidir de près de 1 °C par 100 mètres. Ce processus est lié à la pression atmosphérique, au rayonnement thermique et à la teneur en vapeur d’eau de l’air.
La température dépend généralement de la pression atmosphérique. Plus la pression est élevée, plus la température est élevée. Comme la pression atmosphérique est plus élevée au niveau de la mer, c’est en principe là que l’on mesure les températures les plus élevées dans des conditions météorologiques comparables. Plus on s’élève, plus la température diminue, car la pression diminue.
Outre la pression, le mode de réchauffement de l’atmosphère est d’une importance fondamentale pour l’évolution de la température avec l’altitude. L’atmosphère est principalement réchauffée par la surface terrestre. Cela signifie que le que le rayonnement solaire incident de courtes longueurs d'ondes réchauffe la surface terrestre et que celle-ci transmet un rayonnement thermique de grandes longueurs d'ondes à l’atmosphère située au-dessus.
L’atmosphère peut absorber d’autant plus de rayonnement thermique qu’elle contient de la vapeur d’eau (voir humidité de l’air). Lorsqu’une couche de l’atmosphère est réchauffée, elle devient elle-même un émetteur de chaleur, c’est-à-dire qu’elle restitue la chaleur. Une grande partie de la chaleur de l’atmosphère est renvoyée vers la surface de la Terre. C’est ce que l’on appelle le contre-rayonnement atmosphérique à de grandes longueurs d'ondes. Ce contre-rayonnement est également actif la nuit. Le processus de rayonnement de courtes longueurs d'ondes et de contre-rayonnement atmosphérique de grandes longueurs d'ondes constitue l’effet de serre naturel.
La teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère dépend de la pression. Plus l'altitude augmente et plus la pression diminue, plus la teneur en vapeur d'eau est faible. Par conséquent, plus l'altitude augmente, moins l'atmosphère peut absorber le rayonnement thermique et le renvoyer vers la surface de la Terre. Avec l'augmentation de l'altitude, l'atmosphère devient donc de plus en plus perméable à la chaleur rayonnée depuis la surface terrestre. La chaleur non absorbée quitte l'atmosphère et se perd dans l'espace.
Lorsque l'air chaud s'élève, il se dilate en altitude en raison de la diminution de la pression. La dilatation de l'air nécessite de l'énergie, et cette énergie est puisée dans la chaleur transportée. Cela signifie qu'en se dilatant avec l'altitude, l'air ascendant devient de plus en plus froid.