Pourquoi les températures sont-elles plus basses en altitude ?

En moyenne, la température diminue d’environ 6,5 °C tous les 1 000 mètres dans la troposphère. Le refroidissement adiabatique désigne le refroidissement de l’air lorsqu’il se dilate sous l’effet de la baisse de pression atmosphérique.

Pourquoi les températures sont-elles plus basses au sommet des montagnes alors que nous sommes techniquement plus proches du Soleil ? Si vous avez déjà effectué une randonnée en montagne durant l’été, vous avez probablement constaté que la sensation de chaleur disparaît en quelques minutes.

L’air devient plus sec, le vent se lève et le froid s’installe rapidement, même sous un soleil radieux. En moyenne, la température diminue d’environ 6,5 °C tous les 1 000 mètres dans la troposphère, la couche la plus inférieure de notre atmosphère.

Le gradient thermique vertical : le refroidissement progressif de l’air en altitude

Cette diminution de la température peut bien sûr varier selon l’ensoleillement, l’humidité de l’air et la pression atmosphérique. En cas d’air sec, il est possible de perdre jusqu’à 9,8 °C par 1 000 mètres.

En météorologie, cette variation de la température en fonction de l’altitude est désignée par le terme de gradient thermique vertical. Ce dernier est d’ailleurs moins marqué lorsque l’air est saturé d’humidité. Mais comment expliquer ce phénomène ?

Il est important de noter qu’à l’échelle astronomique, la distance qui nous sépare du Soleil varie très peu avec l’altitude, ce qui ne peut pas justifier le refroidissement observé en montagne.

Pourquoi le Soleil ne réchauffe pas l’air en altitude

En réalité, le Soleil ne chauffe pas directement l’air en altitude. C’est la surface terrestre, réchauffée par le rayonnement solaire, qui transfère sa chaleur aux couches inférieures de l’atmosphère.

Dès lors, plus on gagne en altitude, plus cette influence de la surface tend à disparaître : l’air se dilate et devient moins dense, tandis que la pression atmosphérique diminue. Cela provoque naturellement une baisse de température, expliquant la sensation de froid ressentie en montagne.

Ce phénomène est également connu sous le nom de refroidissement adiabatique, qui désigne le refroidissement de l’air lorsque celui-ci se dilate en raison de la diminution de la pression atmosphérique.

Un exemple du quotidien pour mieux comprendre

Un exemple courant illustre bien ce phénomène. Lorsque l’on utilise une bombe à air comprimé pour nettoyer un clavier ou un appareil électronique, le gaz expulsé devient rapidement très froid au toucher.

Cela est dû à une chute brusque de pression à la sortie du contenant, entraînant la dilatation et le refroidissement instantané de l’air. Le mécanisme est similaire en montagne, où l’air se dilate au fur et à mesure que la pression atmosphérique diminue, provoquant une rapide diminution de la température.