Questions to the experts

Une question intéressante.
Le Soleil est à 150 millions de km de nous. Ce n'est pas parce qu'on se rapproche de 1 ou même 10km que ça doit chauffer plus.
Pour toutes les atmosphères des planètes et satellites de planètes (à ma connaissance, il n'y a que le satellite Triton qui échappe à la règle), quand on part de la surface il y a une région où la température diminue quand l'altitude augmente, la troposphère. Puis c'est la stratosphère où la température augmente avec l'altitude (pour la Terre, c'est entre 10 et 50 km grosso modo). Pour la Terre, au-dessus de la stratosphère, on a la mésosphère où la température décroît à nouveau avec l'altitude jusqu'à la mésopause, à 90 km d'altitude ; et ensuite on arrive dans la mésosphère où la température remonte à nouveau !
Pourquoi ces variations de température ? Pour la troposphère, c'est relativement simple à comprendre. Elle est chauffée par le bas, parce que la surface de la Terre est chauffée par le rayonnement solaire. Cette chaleur est transportée par les mouvements de l'air dans l'atmosphère : l'air chaud s'élève, est refroidi en altitude, et redescend (ce sont des mouvements de convection, un peu comme dans une casserole sur le feu). Le résultat final est que la température décroît d'environ 7 degrés/km.
Plus haut dans l'atmosphère, les zones où la température remonte sont celles où il y a des constituants qui absorbent le rayonnement solaire. Par exemple, dans la stratosphère terrestre, l'ozone absorbe le rayonnement UV solaire. Dans la mésosphère terrestre, des atomes d'oxygène et d'azote absorbent les rayons UV.
Pour les planètes géantes, c'est le méthane qui est responsable de la remontée de la température dans la stratosphère.

Il reste un problème annexe :
Si c'est le sol qui provoque le chauffage de l'air puis la détente adiabatique qui le refroidit avec l'altitude, il devrait faire la même température au sommet d'une montagne qu'en bas dans une vallée puisque le sol est chauffé de la même manière. Les montagnes étant particulières, on peut penser plutôt à des plateaux élevés (pas d'ascendance de l'air) : plateau du Decan ou du Tibet. Or, sur ces plateaux, la température est plus basse. Est-elle aussi basse qu'à la même altitude au dessus d'une plaine (située à la même latitude) ? Je ne sais pas. L'humidité et les aérosols entrent alors en ligne de compte dans le bilan thermique. La vapeur d'eau étant le principal agent de l'effet de serre, son efficacité est réduite en altitude (échelle de hauteur de 2 km, ça doit être encore plus vrai pour le CO2, plus lourd). Le chauffage par le sol ne suffit donc pas à tout expliquer. Dans les livres sur le climat l'effet de serre est 'direct', c'est-a-dire qu'une partie du rayonnement venant du soleil est directement absorbé dans l'atmosphère par l'eau puis le CO2. La ré-emission par le sol est je crois moins importante.