L`air est généralement modelé comme un gaz uniforme (pas de variation ou de fluctuation) avec des propriétés moyennées à partir des composants individuels. Si la masse totale de l`atmosphère avait une densité uniforme égale à la densité du niveau de la mer (environ 1,2 kg par m3) du niveau de la mer vers le haut, elle se terminerait brusquement à une altitude de 8,50 km (27 900 ft). En fait, il diminue exponentiellement avec l`altitude, tombant de moitié tous les 5,6 km (18 000 ft) ou par un facteur de 1/e tous les 7,64 km (25 100 ft), la hauteur moyenne de l`échelle de l`atmosphère en dessous de 70 km (43 mi; 230 000 ft). Cependant, l`atmosphère est plus précisément modélisée avec une équation personnalisée pour chaque couche qui prend en compte les gradients de température, la composition moléculaire, le rayonnement solaire et la gravité. La densité de l`air au niveau de la mer est d`environ 1,2 kg/m3 (1,2 g/L, 0,0012 g/cm3). La densité n`est pas mesurée directement, mais est calculée à partir des mesures de la température, de la pression et de l`humidité en utilisant l`équation d`État pour l`air (une forme de la Loi de gaz idéale). La densité atmosphérique diminue à mesure que l`altitude augmente. Cette variation peut être modélisée approximativement à l`aide de la formule barométrique. Des modèles plus sophistiqués sont utilisés pour prédire la désintégration orbitale des satellites. Les spectres d`absorption combinés des gaz dans l`atmosphère laissent des «fenêtres» de faible opacité, permettant la transmission de certaines bandes de lumière seulement.
La fenêtre optique s`étend d`environ 300 nm (ultraviolet-C) dans la gamme que les humains peuvent voir, le spectre visible (communément appelé la lumière), à environ 400 – 700 nm et continue à l`infrarouge à environ 1100 nm. Il y a aussi des fenêtres infrarouges et radio qui transmettent des ondes infrarouges et radio à des longueurs d`onde plus longues. Par exemple, la fenêtre radio passe d`environ un centimètre à environ onze mètres d`ondes. Étant donné que le volume est constant, (V_f ) et (V_0 ) sont les mêmes et ils se divisent. Par conséquent, le profil de température stratosphérique crée des conditions atmosphériques très stables, de sorte que la stratosphère n`a pas la turbulence atmosphérique produisant du temps qui est si répandue dans la troposphère. Par conséquent, la stratosphère est presque complètement exempte de nuages et d`autres formes de temps. Cependant, les nuages polaires stratosphériques ou nacrée sont occasionnellement observés dans la partie inférieure de cette couche de l`atmosphère où l`air est le plus froid. La stratosphère est la couche la plus haute qui peut être consultée par des avions à réaction.
Le poids moléculaire (ou masse molaire) d`une substance est la masse d`une mole de la substance et peut être calculé en résumant les masses molaires de tous les atomes de la molécule. La mésosphère est la troisième couche la plus élevée de l`atmosphère terrestre, occupant la région au-dessus de la stratosphère et au-dessous de la thermosphère. Il s`étend de la stratménopause à une altitude d`environ 50 km (31 mi; 160 000 pi) à la mésoménopause à 80 – 85 km (50 – 53 mi; 260000 – 280000 ft) au-dessus du niveau de la mer. Le rayonnement solaire (ou la lumière du soleil) est l`énergie que la terre reçoit du soleil. la terre émet aussi des radiations dans l`espace, mais à des longueurs d`onde plus longues que nous ne pouvons pas voir. Une partie du rayonnement entrant et émis est absorbée ou réfléchie par l`atmosphère. En mai 2017, des reflets de lumière, vus comme des scintillements d`un satellite en orbite à un million de milles de distance, se sont trouvés reflétés par des cristaux de glace dans l`atmosphère. 31 [32] similaire est la Loi d`Amonton ou de Gay-Lussac, qui stipule qu`à un volume et un nombre constants de molécules, la pression est proportionnelle à la température.
Cette loi est la base du thermomètre à gaz à volume constant, discuté dans le chapitre précédent. (L`histoire de ces lois et le crédit approprié pour eux sont plus compliqués que ce qui peut être discuté ici.) Même au-dessus de la ligne de Kármán, des effets atmosphériques significatifs tels que les aurores se produisent encore.
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