L Atmosphère de la terre, des planètes de notre système solaire et des Exo planètes Peter Brüesch 0 0
«Il y a plus de chose dans le ciel et sur la terre, Horatio, que n en rêve votre philosophie» «Hamlet» de William Shakespeare (1564 1616) 0 1
C O N T E N U 0. Introduction Contenu pp A - P 1. Prologue : L air environnant notre planète pp 1-11 2. Caractéristiques physiques et chimiques pp 12-55 3. Le temps dans la troposphère pp 56-105 4. Voler et glisser dans l air pp 106-189 5. Pollution de l air, gaz toxiques et retombées radioactives pp 190-244 6. Respiration et photosynthèse des plantes pp 245-270 7. La respiration des hommes et des animaux pp 271-333 8. Phénomènes atmosphériques: exemples choisies pp 334-373 9. La respiration en psychologie, en philosophie et dans les religions mondiales pp 374-404 10. Atmosphères des planètes et des Exo planètes pp 405 500 [Chaque chapitre comprend une annexe supplémentaire contenant des informations supplémentaires] A Préface Mon premier livre était consacré au sujet de «L EAU: sa signification dans les sciences, dans la nature et dans la culture, dans les religions mondiales et dans l univers». Le livre contenants 10 chapitres a été publié en 2011 et 2012 dans Google sous: «ETH E-Collection» en allemand: WASSER: Seine Bedeutung in der Wissenschaft, in der Natur und Kultur, in den Weltreligionen und im Universum» et en anglais: WATER: Its Significance in Science, in Nature and Culture, in World Religions and in the Universe». Le chapitre 0: «Introduction» a aussi été publié en français, en italien et en espagnol. Ici, nous donnons la traduction de l introduction (chapitre 0) du nouveaux livre «Die Atmosphäre:» et «The Atmosphere:» en français. Selon les enseignements de quatre «Eléments» des philosophes grecs, tout être se compose de quatre éléments de base: la Terre, le Feu, l Air et l Eau. Ce deuxième livre est dédié à l élément de l air ou plus généralement à l atmosphère. Comme l eau, l air est indispensable pour tous les êtres vivants. L Eau et l Air constituent la base pour la vie sur notre planète. Contrairement à l eau liquide et solide (glace), l air de notre terre est invisible. L enveloppe de l air est extrêmement mince par rapport au rayon de la terre. L atmosphère est constituée de plusieurs gaz. Sans l atmosphère nous serions brûlés par la chaleur intense du soleil, et pendant la nuit nous serions gelés à mort par le froid sévère. Bien que nous ayons constamment besoin d air pour respirer (l homme meurt après quelques minutes sans l air!), nous le considérons comme une chose acquise. Cela a pour conséquence que normalement on ne s occupe guère de ses propriétés et qualités. Il faut une contamination massive, par exemple un smog indéniable ou des mauvaises odeurs pour tirer la sonnette d alarme. Concernant l air et le climat mondial, j en ai expliqué les aspects dans mon livre sur «L Eau» et ne vais pas les répéter ici. Il me semblait important d incorporer les thèmes centraux de l atmosphère dans un contexte significatif, c est-à-dire, d une manière introductrice et exhaustive. Le dernier et dixième chapitre contient une vue d ensemble sur les propriétés générales des atmosphères des planètes de notre système solaire ainsi que des planètes hors de notre système solaire. A quelques exceptions près, le livre est écrit consciemment contient une liste de références détaillées. d une manière simple et intelligible. Chaque chapitre B Peter Brüesch - Août 2016 0 2
Remerciements Je remercie cordialement mes amis et collègues suivants pour leurs aide et contributions: Monsieur le Docteur Walter Schneider ( ) pour son soutient pendant plusieurs années: il m a procuré régulièrement des informations actuelles de mes domaines thématiques, informations qui était très valables pour mon œuvre. Pendant mon travail associé avec le Chapitre 4 (voler dans les airs), j ai appris beaucoup de Monsieur Peter Etter concernant les insectes volants. Je tient particulièrement à le remercier pour ses démonstrations et explicitations de sa collection unique des papillons (Chapitre 4, Section 4.2.2). En même temps je le remercie pour ses informations concernant le plus petit insecte du monde, le «Dicopomorpha Echmepterygis» (Chapitre 4, p. 127). Je remercie également Dr. Dieter Kuse pour ses suggestions et discussions à propos de «l Aurore Boréale» ainsi que de la «Couche de Kennely-Heaviside» (Chapitre 8, Sections 8.2, 8.3). Je tiens également à remercier Monsieur le Professeur Dr. Norbert Straumann de m'avoir donné des informations concernant la littérature sur les *Exo planètes» (Chapitre 10, sections 10.3 et 10.4). Monsieur Reto Stephan Grimm mérite un grand merci pour m avoir donné des informations sur le «Breake du changement climatique» ainsi que pour les informations sur les «Exo planètes». Je tiens également à remercier Monsieur Kirkor Arsik pour son soutient dans le traitement de données informatiques et de l ordinateur. En outre je remercie mes filles Elisabeth Schraner- Brüesch et Christine Brüesch qui m ont donné des livres sur les «Exo planètes», livres contenant des informations sur l atmosphère des Exo planètes. J aimerais remercier aussi ma fille Christine Brüesch et ma petite-fille Angéline da Silva et Mme Francine Nad pour son aide à la correction de quelques chapitres de ce livre. Enfin et surtout je remercie ma chère femme pour son intérêt permanent ainsi que pour sa patience pendant la préparation de ce travail qui a pris beaucoup de temps. C Peter Brüesch Peter Brüesch: Carrière scientifique et technique 1941 1954: Ecole Primaire, Secondaire et Ecole Cantonale à Coire, canton des Grisons 1954 1958: Etudes de Physique Expérimentale à l Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (EPFZ) 1958 1965: Assistant et thèse de Doctorat en Physique Chimie de l EPFZ 1965 1967: Postdoctoral Fellowship en Physique Chimie, Oregon State University, USA 1967 2002: Collaborateur scientifique et chef de projet au Centre de Recherche de ABB, Suisse. Etude et expériences de la physique de la «Matière Condensée»; 72 publications scientifiques 1975: Nomination de Privat-Docent au département de Physique à l EPFL Cours en physique de la «Matière Condensée» et sur la physique de «L Eau et les Solutions Aqueuses» 1978 1982: Président de la «Section de Physique de la Matière Condensée» de la Société Suisse de Physique 1981 1986: Auteur de trois livres sur le sujet: «Phonons: Theory and Experiments» Springer-Verlag in Solid State Physics 1987: Nomination de Professeur Titulaire à l EPFL de Lausanne 1997 2000: Développement et test à long terme de «Condensateurs à hautes densité d énergie» pour les locomotives (traction des trains de SBB et BLS en Suisse) 2000-2011: Etudes et recherche sur le sujet de l Eau et les solutions aqueuses et leur signification pour la nature - A partir de l année 1997: cours sur la Physique de l Eau à l EPFL - 2002 2011 : Elaboration d un aperçu sur le sujet de l Eau qui formait la base d une œuvre en allemand et en anglais avec le titre: - Wasser: Seine Bedeutung in der Wissenschaft, in der Natur und Kultur, in den Weltreligionen und im Universum - Water : Its Significance in Science, in Nature and Culture, in World Religions and in the Universe» 2011-2016: Rédaction d un nouveau travail et publication sur Internet (Google) sur l Atmosphère: «Die Atmosphären der Erde, der Planeten unseres Sonnensystems und der Exoplaneten» «The Atmosphere of our Earth, of Planets of our solar System and of Exoplanets» E-Mail : peterbrueesch@bluewin.ch D 0 3
Référances générales R.0.1 R.0.2 R.0.3 R.0.4 Atmosphère terrestre, ses ennemis, leur contrôle Claude Toutant ISBN: 978-2.921363-01-3 http://collegialuniversitaire.groupemodulo.com/2087-atmosphere-terrestreses-ennemis-leur-contrôle- -produit.html?dossierid=0 Les atmosphères planétaires Le cours à l Observatoire Historique de Marseille http://astronomia.fr/2eme_partie/planetes/atmosperes.php L Atmosphère des exo planètes, Le prochain Grale Université de Genève http://www.unique.ch/communication/campus/campus119/dossier5.html The Greek four classical elements a) Classical elements http://en.wikipedia/org/wiki/classical_ele,emts b) Elemental: The Four Elements From Ancient Greek Science and Philosophy to Ancient Sites Poetry http://www.webwinds.com/myth/elemental.htm R.0.5 R.0.6 Vier_Elemente_Lehre http://de.wikipedia.org/wiki/vier:elemente_lehre Feuer, Wasser, Erde, Luft Horst Rademacher, Erwin Lausch, Dagmar Röhrlich, Wiebke Rögener Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA 1. Auflage (12. Mai 2003); ISBN-10: 3527404473 E R.0.7 R.0.8 R.0.9 R.0.10 R.0.11 R.0.12 R.0.13 WATER: Its Significance in Science, in Nature and Culture, in World Religions and in the Universe Brüesch, Peter Home ETH E-Collection e-collection.ethbib.ethz.ch Die Atmosphäre der Erde» (Eine Einführung in die Meteorologie) Helmut Kraus Verlag: Springer Berlin (2004); ISBN: 978-3-540-20656-9 Air: Our Planet s Ailing Atmosphere Hans Tammemagi Oxford University Press, April 2009; ISBN-10: 0195430077 An Introduction to Atmospheric Physics David G. Andrews Second Edition published 2010 Cambridge University Press ; ISBN 978-0-521-87220-1 Fundamentals of Atmospheric Physics Murry L. Salby Elsevier Science 1996 ISBN 0126151601, 9780126151602 Atmosphärenphysik Niklaus Kämpfer: Institut für angewandte Physik, Univ. Bern [PDF] Atmosphärenphysik; Frühlingssemester 2011 www.iapmw.unibe.ch/teaching/.../fs.../at-phys_fs13_kapitel1_2.pdf Die Entdeckung der Stratosphäre ein Ereignis der Berliner Wissenschaftsgeschichte Karl-Heinz Bernhardt Sitzungsberichte der Leibniz Sozietät 12 (1996) 4, pp 91 96 www.leibnizsozietaet.de/wp-content/uploads/2012/10/07_bernhardt_kh.pdf F 0 4
R.0.14 R.0.15 Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre buch.de; Erschienen bei Springer 3. überarbeitete und aktualisierte Auflage, 06-2000 Walter Roedel ISBN-10: 3-540-67180-3 ; ISBN-13 : 978-3-540-671800-0 Thermal Physics of the Atmosphere Maarten H.P. Ambaum ISBN: 978-0-470-74515-1 John Wijey & Sons, April 2010 R.0.16 Lectures in Atmospheric Physics, 2010 Björn-Martin Sinnhuber University of Bremen - Master of Environmental Physics www.iup.uni-bremen.de(.../lecture.../atmosphericphysics-09_01.pdf R.0.17 R.0.18 Atmospheric Physics [PDF] Lecture Notes - Assoc. Prof. Dr. Aysegül Yilmaz (2006) Canakkale Onsekiz Mart University www.nu.edu.sa/userfiles/semohammad/atmosphere.pdf Wetter & Klima Vorhersagen Wetterphänomene Klimaänderung Meteorologie DORLYNG KINDERSlAY DK G Contenu 1. Prologue pp 1-11 1.1 Evolution de l atmosphère de la terre 2-4 1.2 L atmosphère et l air 5-8 1.3 Les couches de l atmosphère 9-11 A-1 Appendice R-1 Références R-1-0 - R-1-3 2. Physique et Chimie de l Atmosphère pp 12-55 2.1 Observations préliminaires et contenu 13-14 2.2 La Composition de l air sec 15-23 2.3 La Troposphère contenant la vapeur d eau 24-32 2.4 La Stratosphère 33-42 2.5 La Mésosphère 43-45 2.6 La Thermosphère 46-50 2.7 L Exosphère 51-55 A-2 Appendice R-2 Références R-2-0 - R-2-7 H 0 5
3. Le Temps dans la Troposphère pp 56-105 3.1 Le Temps - Générale 57-62 3.2 La Troposphère 63-67 3.3 Le Monde des nuages 68-78 3.4 Le Vent 79-86 3.5 Précipitations et conditions météorologiques extrêmes 87-99 3.6 L utilisation de l énergie éolienne 100-105 A-3 Appendice R-3 Références R-3-0 - R-3-14 4. Le vol dans les airs pp 106-189 4.0 Voler - Aperçu 107-108 4.1 Fondamentaux physiques 109-119 4.2 Animaux volants et en vole plané: invertébrés 120-139 4.2.1 Invertébrés et vertébrés 121-123 4.2.2 Animaux volants et en vol plané: insectes 124-139 4.2.2.1 Abeilles, fourmis et termites 130 4.2.2.2 Papillons 131-134 4.2.2.3 Comment volent les mouches? 135-136 4.2.2.4 Hymen optera et libellules 137-139 I 4.3 Animaux volants vertébrés à vol plané 140 174 4.3.1 Protozoaires volants 141-144 4.3.2 Les oiseaux 145-153 4.3.3 Poissons en vol plané 154 156 4.3.4 Reptiles en vol plané 157-160 4.3.5 Amphibiens en vol plané 161-163 4.3.6 Mammifères en vol plané 164-174 Aperçu 165 4.3.6.1 Chauves souris - Générale 166-169 4.3.6.2 Roussettes 170-171 4.3.6.3 Petite Aviation 172 4.3.6.4 Ecureuils en vol plané 173 4.3.6.5 Lémuriens volants 174 4.4 Humains en vol plané et humains volants 175-189 4.4.1 La rêve de voler avec des ailes 176-179 4.4.2 Les premiers appareils à vol plané et volants 180-182 4.4.3 Le ballon dirigeable de Zeppelin 183 4.4.4 Le planeur 184 4.4.5 Avion à moteur et Le Jumbo jet Boeing 747 81 185-187 4.4.6 L hélicoptère 188-189 A-4 Appendice R-4 Références R-4-0 - R-4-24 J 0 6
5. Pollution de l air, gaz toxiques et retombées radioactives pp 190-244 5.1 Aspects généraux 191 194 5.2 Polluants primaires 195 208 5.2.1 Le dioxyde de carbone - CO 2 196 197 5.2.2 Le monoxyde de carbone - CO 198 199 5.2.3 Les oxydes d azote - NO x 200-201 5.2.4 Méthane - CH 4 202 203 5.2.5 Les oxydes de soufre - SO x 204 206 5.2.6 Ammoniac - NH 3 207-208 5.3 Composés organiques toxiques 209 220 5.3.1 Les composées organiques volatils 210-212 5.3.2 Les polluants organiques persistants (POP s) 213-215 5.3.3 La catastrophe de Seveso - Dioxine 216-217 5.3.4 La catastrophe de Bhopal 218-220 5.4 Particules fines (Particulate Matter - PM s) dans l atmosphère: Dynamique des polluants secondaires 221 233 5.4.1 Particules fines Catégories Tailles des particules 222-224 5.4.2 Correction de Cunningham Viscosité 225-226 5.4.3 La loi de Stokes avec correction de Cunningham 227 5.4.4 Vitesse de sédimentation des particules tombant dans l air 228-231 5.4.5 Amiante: Morphologie - Propriétés - Asbestose 232-234 K 5.4.6 Nanoparticules - Polluants 235 5.4.7 La catastrophe de Tchernobyl 236-237 5.5 Polluants secondaires 238 244 5.5.1 Quelques exemples 238 5.5.2 Ozone O 3 239 244 A-5 Appendice R-5 Références R-5-0 R-5-17 6. Photosynthèse et respirations des plantes pp 245 270 6.1 Photosynthèse 246 254 6.2 Respiration cellulaire 255 261 6.3 Respiration et photosynthèse des plantes aquatiques 262 270 A-6 Appendice R-6 Références R-6-0 R-6-9 L 0 7
7. La respiration des hommes et des animaux pp 271-333 7.0 Classes d animaux 272 276 7.1 Respiration des mammifères 277-286 7.2 Respiration des amphibiens 287-290 7.3 Respiration des reptiles 291-305 7.4 Respiration des oiseaux 306-310 7.5 Respiration des poissons 311-319 7.6 Respiration des invertébrés 320. 333 7.6.1 Invertébrés: généralités et exemples 321-323 7.6.2 Insectes 324-333 7.6.2.1 Trachées - Trachéales - Spiracles 325 327 7.6.2.2 Papillons 328-329 7.6.2.3 Fourmis 330 7.6.2.4 Termites 331 7.6.2.5 Insectes aquatiques 332-333 A-7 Appendice R-7 Références R-7-0 - R-7-22 M 8. Phénomènes atmosphériques choisis pp 334-373 8.1 Nuages orageux, foudre et tonnerre 335-350 8.1.1 Formation et structure des nuages orageux 336-338 8.1.2 Charges électriques dans un nuage orageux 339-342 8.1.3 Formation et propriétés du tonnerre 343-344 8.1.4 Dangers des foudres et protection contre la foudre 345-347 8.1.5 Propriétés fractales et caractéristique des foudres 348 8.1.6 Foudre en boule 349-350 8.2 Champ magnétique terrestre, vent solaire, magnéto plasma et aurores 351-361 8.2.1 Structure interne de la terre et champ magnétique 352 8.2.2 Vent solaire et champ magnétique 353-357 8.2.3 L Aurore boréale et son origine 358-361 8.3 Couche Heaviside, ondes courtes et émetteur à onde courtes 362-365 8.3.1 L Ionosphère et Kennelly Heaviside couche 363 8.3.2 Kennelly - Heaviside couche et ondes courtes à radiodiffusion 364-365 8.4 Autres phénomènes atmosphériques 366-373 8.4.1 L arc-en-ciel 367 8.4.2 Les halos: formation et caractéristiques 368 8.4.3 «Le feu de Saint Elme»: aspect général et histoire 369-370 8.4.4 «Violet clair» et «Rayonnement atmosphérique»» 371-372 8.4.5 «Lutins rouges», «Elfes» et «Rayons bleus» 373 A 8 Appendice R 8 Références N R-8-0 R-8-14 0 8
9. Respiration en psychologie, philosophie et dans les grandes religions du monde pp 374-404 9.1 Respiration dans la psychologie 375 378 9.2 Respiration dans la philosophie 379 380 9.3 Respiration dans les grandes religions du monde 381-385 9.3.1 La population mondiale 382 9.3.2 Les grandes religions mondiales 383-385 9.4 Respiration dans les cinq religions du monde 386-404 9.4.1 Le Christianisme 387-391 9.4.1.1 Le Christianisme - Général 388 9.4.1.2 La respiration et le Saint - Esprits 389-390 9.4.1.3 Citations: L âme et respiration dans le Nouveau Testament 391 9.4.2 L Islam 392-394 9.4.2.1 L Islam - Général 391 9.4.2.2 L esprit et la respiration dans l Islam 394 9.4.3 L Hindouisme 395-397 9.4.3.1 L Hindouisme Général 396 9.4.3.2 La respiration dans l Hindouisme 397 9.4.4 Le Bouddhisme 398-401 9.4.4.1 Le Bouddhisme - Général 399 9.4.4.2 Les huit significations des symboles bouddhistes 400 9.4.4.3 La respiration dans le Bouddhisme 401 9.4.5 Le Judaïsme 402-404 9.4.5.1 Le Judaïsme Général 403 9.4.5 2 La respiration dans le Judaïsme 404 A 9 Appendice R 9 Références O R-9-0 R-9-10 10. Les atmosphères des planètes et des exo planètes pp 405 501 10.1 Les atmosphères des planètes de notre système solaire: un aperçu pp 406-416 10.2 Notre système solaire: pp 417-456 10.2.1 La planète Mercure pp 418-422 10.2.2 La planète Vénus pp 423-427 10.2.3 La planète Terre pp 428-429 10.2.4 La planète Mars pp 430-434 10.2.5 La planète Jupiter pp 435-438 10.2.6 La planète Saturne pp 439-444 10.2.7 La planète Uranus pp 445-451 10.2.8 La planète Neptune pp 452-456 10.3 Exo planètes: considérations historiques et exemples pp 457-481 10.3.1 Observations des étoiles - La recherche d Exo planètes pp 458-465 10.3.2 Découverte et systématique des Exo planètes pp 466-470 10.3.3 Notre Voie Lactée - Recherche d une deuxième terre pp 471-481 10.4 Les atmosphères des Exo planètes pp 482-490 10.5 Exo planètes dans l univers pp 491-500 A 10 Appendice R 10 Références pp R-10-0 - R-10-26 P 0 9