Comme nous le montre le profil vertical de température, l’atmosphère est un fluide stratifié. Après avoir détaillé la composition de l’air que nous respirons, intéressons-nous un peu aux couches sus-jacentes…
Au-dessus de la Troposphère se situe la Stratosphère (du latin “stratus”, étendu). Cette seconde couche atmosphérique est très différente de la première. Tout d’abord, l’air ne contient plus que 2 à 6 molécules d’eau par million (soit 2 à 6 parties par million ou ppm), alors que la Troposphère contient entre 10 000 et 40 000 ppm de vapeur d’eau. L’air stratosphérique est donc très sec et il est très rare d’y trouver des nuages.
La Stratosphère concentre 85 à 90% de l’ozone atmosphérique (de formule chimique O3). Ce gaz se forme à partir de l’oxygène (O2) sous l’action du soleil, directement dans la stratosphère. On y trouve aussi d’autres gaz, qui proviennent de la Troposphère et qui ont une durée de vie très longue (par exemple le méthane CH4, les chlorofluorocarbones CFC, etc…), ou qui sont injectés par les éruptions volcaniques. Ainsi, au cours de certaines grosses éruptions volcaniques, d’énormes quantités de gaz acides, de dioxyde de soufre et de particules peuvent être injectées dans la Stratosphère.
Les particules (essentiellement des silicates et des sulfates) peuvent absorber les rayons lumineux ce qui engendre un réchauffement temporaire de la Stratosphère et un refroidissement de la Troposphère. Ces effets peuvent durer un à deux ans et se propager à l’ensemble du globe (ex. Éruption du Mont Pinatubo, Philippines, juin 1991)
La Stratosphère s’élève en moyenne jusqu’à 50 km d’altitude. Au-dessus d’elle s’étendent encore trois autres couches : la Mésosphère (du grec “méso”, milieu), la Thermosphère (du grec “thermo”, température) et enfin, l’Ionosphère (dérivé de ionisation).
La Mésosphère reste encore aujourd’hui une couche très méconnue car elle se trouve dans un entre-deux qui la rend difficilement observable. Elle est trop haute pour être visitée par avion et trop basse pour accueillir un satellite.
Le seul moyen dont nous disposons pour l’étudier sont les fusées-sondes. Ces mesures ont permis d’établir le profil de température moyen de cette couche et montrent des valeurs extrêmement basses (min. -100°C). La Mésosphère est donc la couche la plus froide de l’atmosphère terrestre.
Au-delà de 80 km, les rayons solaires incidents engendrent la dissociation des molécules d’oxygène et d’hydrogène en atomes et l’ionisation des particules. Ces couches ionisées possèdent la propriété de réfléchir les ondes radios. Elles se situent principalement autour de 80, 100 et 300 km d’altitude. Leurs concentrations fluctuent en fonction de l’activité solaire.