mise à jour : 30 mars 2019
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- Structures planétaires

definitionÉchelle de hauteur

Auteur: EM
Détermination graphique de l'échelle de hauteur
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Lecture graphique de l'échelle de hauteur atmosphérique. Sur le profil de pression standard de l'atmosphère terrestre, on repère l'altitude H à laquelle la pression est divisée par le nombre e (environ 2,718). Cette altitude définit l'échelle de hauteur au niveau de la surface, proche ici de 8\,\mathrm{km}.
Crédit : Emmanuel Marcq

definitionDéfinition et intérêt

Une des plus importantes caractéristiques des atmosphères planétaires est leur épaisseur verticale. En toute rigueur, leur densité décroît continûment avec l'altitude jusqu'à rejoindre celle du milieu interplanétaire, si bien qu'il est difficile de leur attribuer une épaisseur bien définie. On peut néanmoins caractériser la rapidité avec laquelle cette densité décroît avec l'altitude (atmosphère plus ou moins bien "tassée" verticalement). Cela définit ce que l'on appelle l'échelle de hauteur atmosphérique, qui représente la différence d'altitude entraînant une division de la pression atmosphérique (liée à la densité) par un facteur constant (e \approx 2.718). Le lecteur intéressé par une définition quantitative pourra se reporter ici.

Facteurs influant sur l'échelle de hauteur

Cette échelle de hauteur est le résultat du compromis entre deux phénomènes physiques : la gravitation qui tend à tasser les molécules de l'atmosphère vers le bas, et l'agitation thermique des molécules qui tend à les disperser dans tout l'espace, y compris vers le haut. À ce titre, et toutes choses égales par ailleurs, l'échelle de hauteur atmosphérique est :

  • d'autant plus grande que la température de l'atmosphère est élevée.
  • d'autant plus petite que la gravité de la planète est élevée ou le gaz constituant l'atmosphère est dense.
Échelles de hauteur des atmosphères du système solaire
Planète (ou satellite)VénusTerreMarsJupiterIoSaturneTitanUranusNeptuneTritonPluton
Échelle de hauteur (en km)168,411257,9482127221418

Dans le système solaire, les valeurs extrêmes vont de 8\,\mathrm{km} pour la Terre à environ 50\,\mathrm{km} pour Saturne. Ces valeurs sont en général très petites devant le rayon de la planète, si bien que l'on peut négliger la courbure de la planète et considérer l'atmosphère comme une succession de couches planes empilées de bas en haut. C'est ce que l'on appelle l'approximation plan-parallèle.

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