les gaz principaux de la troposphère

comme c’est également le cas plus haut dans l’atmosphère, les gaz qui jouent un rôle important sur la composition chimique de la troposphère sont présents en très petites quantités. C’est pourquoi ils sont appelés « gaz traces ».

Typique des concentrations de ces gaz près de la surface de la Terre

H2O la vapeur d’eau 0.0001 – 0.,01
CO2 carbon dioxide 360 ppm
CH4 methane 1.7 ppm
N2O dinitrogenoxide 310ppb
CO carbon monoxide 50-500 ppb
O3 ozone 10-80 ppb
SO4 sulphate 20 ppt – 2 ppb
NO2 nitrogen dioxide 1 ppt- 10 ppb
OH hydroxyl radical 0.01-0.,1 ppt

Expressed as volume mixing ratios, i.e., le volume d’air occupé par le gaz:

  • 1 ppm= 1 particule par million = 10-6
  • 1 ppb = une particule par milliard = 10-9
  • 1 ppt= une particule par 1000 milliards = 10-12

vapeur D’eau et dioxyde de carbone, les gaz les plus importants dans la troposphère terrestre

Les principes de base du cycle de l’eau (H2O) sont bien connus:

  • evaporation de l’eau liquide à la surface
  • condensation
  • formation de nuages
  • précipitations

le temps moyen de séjour de la vapeur d’eau dans l’atmosphère est de l’ordre de dix jours, ce qui est très court., Ceci explique les grandes différences dans les quantités de vapeur d’eau (et donc de précipitations) qui se produisent entre différents endroits sur Terre. Bien que l’eau soit peu ou pas influencée par la chimie dans l’atmosphère, elle joue un rôle important dans l’oxydation de plusieurs composés atmosphériques.

le dioxyde de Carbone (CO2) a une très longue durée de vie dans l’atmosphère (plusieurs siècles). Son rapport de mélange est presque homogène dans la troposphère et la stratosphère.

La présence de dioxyde de carbone est fortement liée à la vie sur Terre., Le CO2 est en fait nécessaire à la croissance des plantes, car le carbone des plantes et des animaux provient exclusivement du CO2 atmosphérique. Et la principale source de CO2 atmosphérique est la dégradation microbienne des matières organiques. Cependant, les activités humaines influencent également la concentration de dioxyde de carbone.

Comme la vapeur d’eau, le CO2 n’est pas chimiquement actif.

gaz troposphériques relativement abondants

le protoxyde D’azote (N2O) et les chlorofluorocarbures (CFC) sont d’autres exemples de gaz relativement abondants., Ils ne sont pas chimiquement actifs dans la troposphère, mais ils jouent un rôle important dans la chimie stratosphérique.

connaître le budget global des gaz moins abondants, mais plus réactifs, et comprendre le comportement et la distribution de ces gaz est important mais difficile, en raison des nombreux et complexes processus chimiques et physiques impliqués.

Les forces motrices de cette chimie sont le rayonnement solaire, en particulier dans le proche ultraviolet (UV-A et UV-B) et dans une moindre mesure également dans le domaine visible., Le rayonnement solaire peut en effet « casser » (dissocier) des molécules chimiques. La troposphère est protégée du rayonnement ultraviolet le plus dur par la couche d’ozone stratosphérique.

malgré ce filtrage efficace des rayons UV nocifs, le rayonnement solaire peut encore briser, par exemple, les molécules d’ozone et de dioxyde d’azote dans la troposphère. Ces processus de dissociation initient une série complexe de réactions chimiques, conduisant par exemple à la production de radicaux comme le radical hydroxyle (OH)., Ce radical joue un rôle déterminant, car il est responsable de l’oxydation de nombreux gaz émis à la surface de la Terre qui s’accumuleraient autrement dans la troposphère.

On dit que le radical hydroxyle est le « nettoyage » de l’atmosphère.