Thread by @fmbreon

Moi, j’aime bien avoir des ordres de grandeur en tête. Vous aussi ? Je vous en propose quelque uns sur l’atmosphère ; avec une digression sur la transmission de la lumière dans cette même atmosphère

Tout d’abord, combien ça pèse ? Les gaz de l’atmosphère, c’est typiquement 1 kg par cm2, soit 10 Tonnes par m2. Donc l’équivalent d’une épaisseur de 10 mètres d’eau.
La pression à la surface de la Terre est la résultante de cette masse d’air au-dessus.

La masse de l’atmosphère, c’est essentiellement du di-azote et du di-Oxygène. Mais on a parlé d’eau. Combien d’eau dans l’atmosphère ? En fait, c’est très variable : Beaucoup plus dans les tropiques que près des pôles (car plus l’air est chaud, plus il peut contenir d’eau).

J'en avais déja parlé dans ce thread
twitter.com/fmbreon/statu/…

Bref, l’ordre de grandeur, c’est quelques grammes par cm2, jusqu’à une petite dizaine au maximum. Moins de 1 g/cm2 vers les poles.
1 g/cm2, c’est l’équivalent d’un cm d’eau au sol si tout précipitait.

Et dans un nuage ? Ce n’est plus de la vapeur, mais de l’eau liquide. Alors, plus de liquide ou plus de vapeur ? Dans un nuage, il y a typiquement 1 g d’eau liquide par m3. Un nuage de 1000 m d’épaisseur va donc contenir 0.1 g par cm2, beaucoup moins que la vapeur.

Pour un très gros nuage d’épaisseur 10 km, ca fait donc 1 cm. Lorsqu’il pleut, ce n’est pas le nuage qui se vide, mais surtout la vapeur d’eau qui se transforme en eau liquide dans le nuage et, si les gouttes grossissent suffisamment, tombe vers le sol.

J’avais promis un peu de « transfert radiatif » : On a donc une masse d’air, équivalente à 10 mètres d’eau, qui est a-peu-près transparente au rayonnement « solaire » . Pourtant, un nuage, l’équivalent de 1 mm d’eau sous forme de goutelettes, est déjà bien opaque.

J’ai toujours été fasciné par cette apparente contradiction.
L’interaction de la lumière avec la matière dépend énormément de la manière dont cette matière est agrégée. A quantité de matière donnée, les particules fines ont moins d’impact que les grosses (dans une certaine gamme)

A l’extrème, les molécules sont pratiquement sans impact sur la diffusion de la lumière. C'est ce qui explique que, malgré sa masse, l'atmosphère soit transparente au rayonnement solaire.

Fun fact : ce qui compte, c'est le rapport 'taille particule' / 'longueur d'onde de la lumière'. La lumière "bleue" ayant une plus courte longueur d'onde que la "rouge", les molécules y ont un effet de diffusion plus important.

Et c'est pour celà que le ciel est bleu (sauf aujourd'hui)