Structure de l’atmosphère 

La température de l’air au niveau de la surface varie en fonction de la position géographique et des saisons. Toutefois, il existe une évolution commune lorsqu’on monte en altitude ce qui permet de définir un profil type de température.

Le graphique ci-après montre l’évolution de la température moyenne en fonction de l’altitude. Les variations bien marquées de température montrent l’existence d’une stratification et de couches aux propriétés bien distinctes.

source : Météo France

La basse atmosphère est aussi connue sous le nom de Troposphère. C’est la couche la plus documentée en raison de sa facilité d’observation instrumentale. L’exploration des couches sus-jacente est plus tardive. Elle démarre dans les années 1960 grâce au développement des satellites opérationnels. Les nouvelles observations permettent ainsi documenter peu à peu la Stratosphère (20-50 km d’altitude), la Mésosphère (50-100 km) et la Thermosphère (sup. 100 km).

La Stratosphère s’étend de 20 à 50 km d’altitude en moyenne. Elle contient près de 20% de la masse atmosphérique et quasiment pas de vapeur d’eau. C’est donc un air sec et raréfié. L’absence de vapeur d’eau rend le milieu très calme. Ici, pas de précipitation ni de nuage (à l’exception de quelques formations nuageuses très ténues dans les régions polaires). En revanche, la Stratosphère est un milieu riche en ozone (O3). La concentration atteint les 10 parties par million (soit 100 fois plus qu’en Troposphère). L’ozone est concentré entre 20 et 30 km d’altitude, ce qui délimite une couche : la fameuse couche d’ozone.

La Mésosphère est une couche intermédiaire entre la Stratosphère et l’espace. La chaleur émise par l’ozone stratosphérique y négligeable aussi la température diminue dans cette couche. De nombreux phénomènes liés à l’activité solaire s’y déroulent (ionisation, photodissociation moléculaire). Encore aujourd’hui, la Mésosphère est une couche assez méconnue. Elle est en effet très difficile d’observation car trop éloignée du sol pour être sondée depuis la surface, et trop basse pour être visible des satellites d’observation.

Troposphère

La troposphère est la plus proche du sol. Elle contient approximativement 80% de la masse atmosphérique et est le siège de nombreux phénomènes météorologiques. 

Stratosphère

La stratosphère est une couche calme et quasi-statique. Elle s'étend entre 15 et 50 km en moyenne et contient environ 20% de la masse atmosphérique. L'air y est très sec et également très riche en ozone. Celui-ci est essentiellement concentré en 20 et 30 km, ce qui définit la couche d'ozone.

Mésosphère

La mésosphère s'étend en moyenne entre 50 et 100 km d'altitude. Elle est le siège de nombreux phénomènes liés à l'activité solaire, tels que l'ionisation et la photodissociation moléculaires.
La mésosphère est assez méconnue car difficilement observable.