Geoscience Reference
In-Depth Information
km
110
hP
100
0,001
IONOSPHÈRE
90
mésopause
Fig. 3 -
Division de
l'atmosphère en couches
Ce schéma est établi en
utilisant les valeurs de
l'atmosphère standard
internationale (voir
tableau). Ce sont des
moyennes, les vraies
valeurs peuvent varier
notablement, en particulier
de l'équateur aux pôles.
0,01
80
70
MÉSOSPHÈRE
0,1
60
50
1
stratopause
40
10
30
STRATOSPHÈRE
20
100
tropopause
10
TROPOSPHÈRE
1000
0
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20°C
Température en degrés Celsius
E
N
2.1
Calcul de la pression atmosphérique
standard en altitude
CART
Soit un cylindre de base S, de hauteur h, de masse m, d'une matière homogène
de masse volumique
r
, posé verticalement (
Fig. 4
). L'accélération de la pesanteur,
considérée comme constante, étant g, son poids est F = mg =
r
Shg et il exerce
donc sur sa base une pression P = F/S =
r
hg. Cette formule peut s'appliquer pour
calculer la pression sur une section horizontale du cylindre quelle que soit sa
hauteur. Mais, pour l'air, qui est compressible, il en va différemment, puisque
sa masse volumique change avec l'altitude.
S
ρ
h
g
Fig. 4
- Poids d'un cylindre
F = mg =
ρ
Shg
Prenons le cas d'un cylindre vertical de base S
0
découpé dans l'atmosphère. La
pression qui s'applique sur cette base du fait du poids de cette colonne d'air est P
0
.
Pour une petite élévation d'altitude dh, cette pression va diminuer de dP = -
r
gdh.
Pour calculer cette diminution, il faut faire intervenir l'équation des gaz parfaits
PV = nRT, avec P : pression, V : volume, n : nombre de moles, R, constante des
gaz parfaits, T : température en K.
En combinant les deux dernières expressions, on trouve dP/P = -dhMg/RT, M
étant la masse molaire de l'air.
