Tropopause

Température de l'atmosphère (en °C) en fonction de l'altitude (en km).

La tropopause est la lisière entre la troposphère et la stratosphère au-dessus. Il s'agit d'une couche plus ou moins épaisse où la température est stable alors qu'on observe une décroissance dans l' atmosphère à partir du sol et une augmentation par la suite dans la stratosphère à cause de l'absorption des rayons ultraviolets par l' ozone. La tropopause est ainsi la partie la plus froide de la basse atmosphère (-50 à −65 °C) [1].

Description

Descente de la tropopause vers les Pôles

La température décroît dans la troposphère selon la loi des gaz parfaits qui montre que T (température) doit diminuer car P (pression) diminue avec l'altitude :

Où :
  • V est le volume considéré ;
  • n la quantité de matière (moles) ;
  • R la constante universelle des gaz parfaits.

Par contre, la température augmente dans la verticale dans la stratosphère [1].

Définition

Définition traditionnelle

La tropopause est donc la zone de transition entre les deux couches décrites précédemment. Elle est définie comme l'altitude la plus basse où le gradient thermique vertical diminue de 2 °C ou moins par km dans une couche d'au moins de 2 km d'épaisseur [2]. Elle n'est pas continue et ressemble à un escalier descendant en direction des régions polaires depuis l'équateur. Le passage de la troposphère à la stratosphère est beaucoup plus progressif et imprécis dans les régions polaires [1].

La pression atmosphérique au niveau de la tropopause ne dépasse guère 200 hPa et son altitude varie avec la température moyenne dans la troposphère. Ainsi, la tropopause est plus élevée pendant l' été que l' hiver car la température au sol est plus élevée. Pour la même raison, elle varie avec la latitude, allant de 8 km aux pôles à 18 km à l' équateur, avec une altitude moyenne de 11 km [1].

Définition en fonction du tourbillon potentiel

Comme la tropopause se comporte comme un mur en ce qui concerne la dynamique des basses couches de l'atmosphère, dans les modèles numériques la tropopause est définie comme une cassure de la variation du tourbillon potentiel en fonction de l'altitude. Le tourbillon est de l'ordre de 10-4, la variation de la température potentielle est de l'ordre de 3 × 10-3 et la masse volumique ρ de l'air à 11 km est 0.3. Le tourbillon ζ est de l'ordre de 10-4 aux latitudes moyennes. Donc le tourbillon potentiel dans les hautes couches de la troposphère est (exprimé en SI) :

Dans la basse stratosphère, la température est à peu près constante (varie de moins de 2 K par kilomètre) et donc :

Dans ces conditions, la tropopause est définie comme étant l'altitude z où le tourbillon potentiel est de l'ordre de 2 × 10-6 (ou 2 unités de tourbillon potentiel appelées en anglais potential vorticity unit) [3].

Tropopause multiple

Si à un niveau plus élevé le gradient de température dépasse 3 °C par km, il est possible d'avoir une seconde zone de tropopause. La séparation entre la troposphère et la stratosphère peut être ainsi être multiple à une latitude quelconque et s'effectuer par une série de feuillets quasi-horizontaux dans la verticale [4]. Ce phénomène est plus commun dans les régions à fort contraste thermique horizontal. Dans le cas extrême, les feuillets sont tellement rapprochés qu'ils deviennent indistincts l'un de l'autre et forment une couche très épaisse où la température est uniforme [5].

Other Languages
العربية: تربوبوز
беларуская: Трапапаўза
català: Tropopausa
čeština: Tropopauza
dansk: Tropopause
Deutsch: Tropopause
Ελληνικά: Τροπόπαυση
English: Tropopause
Esperanto: Tropopaŭzo
español: Tropopausa
eesti: Tropopaus
euskara: Tropopausa
فارسی: تروپوپاز
Gaeilge: Trópastad
galego: Tropopausa
हिन्दी: क्षोभसीमा
hrvatski: Tropopauza
magyar: Tropopauza
Հայերեն: Տրոպոդադար
italiano: Tropopausa
日本語: 対流圏界面
ქართული: ტროპოპაუზა
қазақша: Тропопауза
한국어: 대류권계면
Bahasa Melayu: Tropopaus
Nederlands: Tropopauze
norsk nynorsk: Tropopause
norsk: Tropopause
polski: Tropopauza
português: Tropopausa
română: Tropopauză
русский: Тропопауза
srpskohrvatski / српскохрватски: Tropopauza
Simple English: Tropopause
slovenčina: Tropopauza
српски / srpski: Тропопауза
svenska: Tropopausen
Türkçe: Tropopoz
українська: Тропопауза
oʻzbekcha/ўзбекча: Tropopauza
中文: 對流層頂
Bân-lâm-gú: Tùi-liû-téng