LA DYNAMIQUE DES MASSES ATMOSPHERIQUES

 

2 - L'ATMOSPHERE, ENVELOPPE GAZEUSE DE LA TERRE  

2.2 - La composition de l'atmosphère

La composition chimique de l'atmosphère comprend pour l'essentiel, de l'azote (78%), de l'oxygène (21%), des gaz rares (Argon, Néon, Hélium...) et dans les basses couches, de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone.

Les constituants de l'air atmosphérique peuvent être classées en deux catégories :

  • les constituants comme l'azote, les gaz rares, dont la concentration est constante, tout au moins dans les basses couches de l'atmosphère.

  • les constituants dont la teneur varie dans l'atmosphère, tels que le dioxyde de carbone et surtout la vapeur d'eau.

L'ensemble des gaz, dont les proportions restent constantes, forme l'air sec considéré comme un gaz parfait. La composition de l'air sec ainsi que sa masse molaire ont été, pour les besoins de la météorologie, arrêtées internationalement aux valeurs indiquées ci-dessous.

Le dioxyde de carbone et l'ozone sont des constituants pouvant subir quelques variations selon le lieu et l'époque. Cependant leur concentration étant faible dans l'atmosphère, ces variations ne modifient pas notablement la composition chimique de l'air sec, ni sa masse molaire (variations considérées donc comme négligeables).  

Composition chimique de l'air sec

Gaz constituants 
de l'air sec 
Volumes (en %) Masses molaires 
(O = 16,000)
Azote (N2) 78,09 28,016
Oxygène (O2) 20,95 32,000
Argon (A) 0,93 39,944
Dioxyde de carbone (CO2) 0,035 44,010
Néon (Ne) 1,8 10-3 20,183
Hélium (He) 5,24 10-4 4,003
Krypton (Kr) 1,0 10-4 83,07
Hydrogène (H2) 5,0 10-5 2,016
Xénon (Xe) 8,0 10-6 131,3
Ozone (O3) 1,0 10-6 48,000
Radon (Rn) 6,0 10-18 222,00

Masse molaire totale de l'air sec : M = 28,966

L'eau, par contre, joue un rôle particulier dans l'atmosphère où elle existe sous trois états : solide, liquide, gazeux. A l'état gazeux, la vapeur d'eau intervient dans des proportions pouvant atteindre 0,1% en Sibérie à 5% dans les régions maritimes équatoriales.
D'un point de vue thermodynamique, l'air atmosphérique peut être considéré comme une mélange de deux gaz : l'air sec et la vapeur d'eau.