La pollution atmosphérique en CO2 pourrait profiter aux satellites
Publié par Michel le 30/11/2006 à 00:00
Source: Physics Web
Illustration: NASA
Selon un groupe de physiciens, le gaz carbonique relâché par les combustibles fossiles refroidirait la haute atmosphère. Les chercheurs pensent, après plus de 15 ans d'études et de débats, qu'il se dégage un modèle cohérent du changement global du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) de la haute atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) terrestre. Des températures moins élevées induisent un abaissement de sa densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...) et provoquent sa contraction vers la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...). Ce phénomène pourrait présenter des avantages pour les satellites (Satellite peut faire référence à :) en orbite basse (L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400 kilomètres d'altitude. On considère généralement que l'orbite basse est...) tels que la Station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage...), ceux-ci pouvant alors se maintenir plus longtemps sur leurs orbites en raison d'un frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) atmosphérique réduit.


L'ISS doit périodiquement rectifier son orbite.
Un niveau plus élevé de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre...) carbonique dans la haute atmosphère
impliquerait d'effectuer cette correction moins souvent

Le gaz carbonique réchauffe la basse atmosphère en piégeant la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) par un phénomène bien connu d'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas général),...). Cependant, les scientifiques pensent que le CO2 refroidit la haute atmosphère (région qui s'étend d'environ 50 jusqu'à 800 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) d'altitude). La densité de gaz carbonique est à cet endroit trop faible pour y maintenir un effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments...). Au contraire, le gaz absorbe la chaleur de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) et en rayonne une grande partie dans l'espace avec un effet sensible de refroidissement.

La plupart des physiciens atmosphériques pensent que le taux croissant de gaz carbonique dans la haute atmosphère va amplifier cet effet radiatif et provoquera l'abaissement de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle...) et de la densité de cette zone. Cependant, l'obtention de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) historiques globales sur la température, la densité et le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de cette partie de l'atmosphère n'est pas une mince affaire, ce qui rend ces effets difficiles à confirmer.

Jan Laštovička, de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le...) de Physiciens Atmosphérique de la République Tchèque et ses collègues américains, indiens et allemands pensent cependant que des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) de ces phénomènes ont désormais été effectuées dans un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) suffisant d'études indépendantes pour produire un tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) de synthèse cohérent des changements qui se produisent dans la haute atmosphère.

Selon les chercheurs, les études détaillées de la mésosphère (La mésosphère est la couche de l'atmosphère terrestre comprise entre 50 km d'altitude, au-dessus de la stratosphère et 90 km d'altitude. La frontière avec la couche supérieure s'appelle la...) (la portion de l'atmosphère d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui...) supérieure à 50 kilomètres et inférieure à 90 kilomètres) indiquent que la majeure partie de cette région se refroidit à raison d'environ 3°C par décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.). Ce refroidissement est en accord avec des modèles basés sur des niveaux croissants de gaz carbonique. Il n'existe pas de mesure directe de la température pour la thermosphère (La thermosphère est la couche d'atmosphère terrestre qui se situe au-dessus de la ionosphère. Elle commence à l'altitude de 90-100 km.) (90-800 kilomètres). Cependant, on a observé une diminution spectaculaire de la "température ionique" de 17° par décennie aux altitudes d'environ 350 kilomètres. La température ionique est une mesure du mouvement thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur...) des ions et est directement liée à la température. Cette baisse est également conforme aux niveaux croissants de gaz carbonique.

Des études minutieuses de la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) orbitale des satellites dans la thermosphère indiquent que ceux-ci sont moins sensibles aux frottements atmosphériques qu'auparavant et impliquent que la densité de cette partie de l'atmosphère doit avoir chuté de 2 à 3% par décennie, ce qui est également cohérent avec des prévisions théoriques basées sur l'augmentation des niveaux de gaz carbonique. Laštovička et ses collègues précisent également qu'il a été indirectement observé une contraction de la haute atmosphère, constatée par le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la...) vers le bas de ses couches ionisées (l'ionosphère).

Selon Laštovička, l'amincissement de la thermosphère pourrait être une bonne nouvelle pour les opérateurs de certains satellites à orbite basse tels que l'ISS, qui gravitent à environ 350 kilomètres au-dessus du sol. Ces satellites, retombant lentement sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et...) en raison de frottements proportionnels à la densité atmosphérique, devraient avoir à se repositionner moins fréquemment sur leurs orbites nominales.

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