L’atmosphère de Vénus a été découverte en 1761 par le polymathe russe Mikhaïl LomonossovEncyclopédie Britannica en ligne: Mikhail Vasilyevich Lomonosov. Elle est plus dense et plus chaude que celle de la Terre. La température et la pression à la surface sont respectivement de et . Des nuages opaques faits d'acide sulfurique se trouvent dans l'atmosphère, rendant l'observation optique de la surface impossible. Les informations concernant la topographie de Vénus ont été obtenues exclusivement par image radar. Les principaux gaz atmosphériques de Vénus sont le dioxyde de carbone et le diazote. Les autres composants sont présents seulement sous forme de traces.
L'atmosphère de Vénus est en état de super-rotation. La totalité de l'atmosphère accomplit une circonvolution de la planète en seulement quatre jours terrestres, plus rapide que le jour sidéral de Vénus de terrestres. Les vents soufflent à près de . Près de chaque pôle se trouve une structure anticyclonique appelée vortex polaire. Chaque vortex a deux centres et présente une forme en S caractéristique.
Contrairement à la Terre, Vénus n'a pas de champ magnétique. C'est l'ionosphère qui sépare l'atmosphère de l'espace et du vent solaire. Cette couche ionisée protège Vénus du champ magnétique stellaire, donnant à Vénus un environnement magnétique distinct. Les gaz plus légers, comme l'eau, sont continuellement détruits par le vent solaire traversant la magnétosphère. On pense actuellement que l'atmosphère de Vénus était, il y a quatre milliards d'années, semblable à celle de la Terre avec de l'eau liquide à la surface. L'effet de serre a peut-être été causé par l'évaporation de l'eau, ce qui aurait ensuite entraîné l'augmentation de la quantité d'autres gaz à effet de serre.
Malgré les conditions difficiles existant à la surface, la pression et la température atmosphérique à environ au-dessus de la surface de la planète sont presque les mêmes que celles de la Terre, faisant de sa haute atmosphère la zone la plus semblable aux conditions terrestres dans le Système solaire, même plus que la surface de Mars.
Du fait de la similitude de pression et de température et du fait que l'air tel que nous respirons (21 % dioxygène, 78 % diazote) est un gaz ayant une portance par rapport à l'air sur Vénus, de la même façon que l'hélium sur Terre, la haute atmosphère vénusienne a été proposée comme point de départ pour l'exploration et la colonisation de la planète.
Structure et composition
Composition L'atmosphère de Vénus est principalement composée de dioxyde de carbone, avec un peu d'azote et des traces d'autres composés. La quantité d'azote dans l'atmosphère est relativement faible par rapport à la quantité de dioxyde de carbone, mais puisque l'atmosphère vénusienne est plus épaisse que l'atmosphère terrestre, la quantité d'azote totale est quatre fois supérieure à celle de la Terre (où l'azote représente 78 % de l'atmosphère)..
L'atmosphère contient de petites quantités de composés contenant de l'hydrogène, comme le chlorure d'hydrogène HCl et le fluorure d'hydrogène HF. On y trouve également du monoxyde de carbone CO, de la vapeur d'eau et aussi de l'oxygène moléculaire . Une grande partie de l'hydrogène de la planète semble s'être échappé dans l'espace, le reste ayant formé de l'acide sulfurique et du sulfure d'hydrogène . Par conséquent, l'hydrogène se trouve en quantité relativement limitée dans l'atmosphère vénusienne. La perte de quantités significatives d'hydrogène est mise en évidence par un ratio D/H très élevé dans l'atmosphère. Le ratio est de 0,025, ce qui est plus élevé que le ratio terrestre de 1,6. De plus, dans la haute atmosphère de Vénus le ratio D/H est plus important que partout ailleurs sur la planète. Des observations spectrophotométriques effectuées avec un scanner au foyer Cassegrain du télescope de 152 cm de l'Observatoire austral (E.S.O.) à la Silla en 1979 et 1980 ont permis de mettre en évidence la présence de la molécule SO2 dans l'atmosphère de VénusHua C.T., Courtès G. & Nguyen-Huu-Doan, Détection de la molécule SO2 dans l'atmosphère de Vénus: The Messenger - ESO 1979, Compte Rendu de l'Académie des Sciences, 288, Série B, 187..
Structure 250px|right|thumb|Image en fausses couleurs de la basse atmosphère de Vénus obtenue par Galileo.
L'atmosphère vénusienne peut grossièrement être divisée en trois parties : la basse atmosphère (), entre 0 et d'altitude, qui est relativement éclairée. Le soleil n'y est visible que sous la forme d'un halo orangé dans les nuages ; la couche nuageuse (), épaisse (près de ). Ces nuages s'étendent entre 31 et d'altitude (nos nuages culminent à ). Cette couche nuageuse opaque réfléchit la lumière solaire, ce qui explique la brillance de Vénus et empêche d'observer directement le sol vénusien depuis la Terre. La couche nuageuse peut se subdiviser en trois autres couches : la couche inférieure ou basse (), de 31 à . De 31 à d'altitude, l'atmosphère est qualifiée de « brumeuse » à cause de la faible quantité de particules d'acide sulfurique qu'elle contient. Ces nuages d'acide sulfurique sont visibles depuis le sol comme des rubans de vapeur jaunis par l'acide qu'ils contiennent. De 48 à d'altitude, se trouve la couche la plus dense de l'atmosphère vénusienne, où dominent principalement de grosses particules de soufre (liquides comme solides) ; la couche centrale ou principale () de 51 à d'altitude, relativement claire ; la couche supérieure ou haute (), de 52 à d'altitude. De 52 à d'altitude, elle consiste notamment en des gouttelettes d'acides sulfurique et chlorhydrique ainsi que des particules de soufre (liquides comme solides). Les gouttelettes d'acide sulfurique sont en solution aqueuse, constituées à 75 % d'acide sulfurique et à 25 % d'eau. Enfin, la plus haute partie de la couche supérieure, de 58 à d'altitude, consisterait en une brume de cristaux de glace. Ce sont ces cristaux de glace qui donnent à Vénus son apparence si « laiteuse » depuis la Terre ;
la haute atmosphère (), entre 68 et d'altitude, qui est tout à fait claire.
thumb|center|400px|Schéma de l'atmosphère vénusienne.Les deux premières parties regroupent ce qui serait la troposphère. La troisième partie est traitée dans la section concernant la haute atmosphère et l'ionosphère :
Troposphère 300px|droite|vignette|Composition de l'atmosphère de Vénus. Le diagramme à droite est une vue étendue des éléments sous forme de traces qui représentent moins d'un millième du total.
L'atmosphère est divisée en plusieurs sections suivant l'altitude. La partie la plus dense, la troposphère, commence à la surface et s'étend jusqu'à près de d'altitude. À la surface, les vents sont lentsLa surface de Venus mais, au plus haut de la troposphère, la température et la pression sont similaires à celle de la Terre et les nuages vont à la vitesse de .
La pression atmosphérique à la surface de Vénus est 92 fois plus importante que sur Terre, où une telle pression n'existe qu'à sous la surface des océans. La masse totale atmosphérique est de (480 millions de milliards de tonnes), soit la masse de l'atmosphère terrestre et plus du tiers de la masse des océans terrestres (1,4 milliard de milliards de tonnes). La pression à la surface de Vénus est si élevée que le dioxyde de carbone () n'est techniquement plus un gaz, mais un fluide supercritique. La densité de l'air à la surface est de , soit 6,5 % de celle de l'eau liquide sur Terre et environ 50 fois la densité de l'air terrestre.
La grande quantité de combiné à la vapeur d'eau et le dioxyde de soufre () génèrent un fort effet de serre, retenant l'énergie solaire et augmentant la température à la surface à près de (), ce qui fait de Vénus la planète la plus chaude du Système solaire, bien que la planète ne reçoive que 25 % de l'énergie solaire reçue par Mercure. La température moyenne de surface est bien supérieure à celle des points de liquéfaction du plomb : () ; de l'étain : () ; et du zinc : (). L'épaisse troposphère réduit aussi la différence de température existant entre le jour et la nuit, bien que la rotation rétrograde de la planète crée un jour solaire de terrestres. La surface de Vénus reste dans l'obscurité nocturne avant que le Soleil ne se lève à nouveau, perpétuellement caché par les nuages. vignette|upright=2|Évolution de la température en fonction de l’altitude.
+ Évolution de la température et de la pression en fonction de l’altitude page 3. Altitude (km) Température (°C) Pression atmosphérique (en atmosphère) 0462 5424 10385 15348 20308 25267 30224 35182 40145 45112 5077 5529 60−10 65−30 70−43 75−58 80−76 85−92 90−104 95−105 100−112
La troposphère de Vénus contient 99 % de la masse de l'atmosphère. 90 % de l'atmosphère de Vénus se trouve entre la surface et d'altitude, en comparaison, 90 % de l'atmosphère de la Terre se trouve entre la surface et de haut. Les nuages, se trouvant sur la face plongée dans la nuit vénusienne, peuvent s'élever à au-dessus de la surface.
La région de la troposphère la plus similaire à la Terre est proche de la tropopause . D'après les sondes Magellan et Venus Express, la région comprise entre et a une température allant de () à (), et la région au-dessus de a une pression atmosphérique correspondant à la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer Venus Atmosphere Temperature and Pressure Profiles. Les 50 à au-dessus de la surface seraient donc l'endroit où les installations permettant une exploration habitée de la planète ou l'établissement d'une colonie seraient les plus faciles car un vaisseau habité serait capable de compenser les différences de températures et de pressions.
Circulation La couche nuageuse vénusienne effectue une rotation complète (le tour de la planète) en terrestres. Ce mouvement de convection naturelle, qui s'effectue d'est en ouest (c'est donc un mouvement rétrograde au sens où les vents soufflent dans la direction opposée à la révolution de la planète autour du Soleil, sachant que la planète elle même tourne d'est en ouest), est appelé super-rotation. Ces vents sont créés par le gradient barométrique et les forces centrifuges causant des flux zonaux (En comparaison, la circulation de l'atmosphère terrestre est générée par l'équilibre géostrophique).
Le mouvement de super-rotation s'amorce vers d'altitude, puis s'amplifie régulièrement jusqu'à , où les vents à l'équateur atteignent des vitesses de l'ordre de . À partir de là, la vitesse des vents décroît de pour s'annuler vers . De même elle décroit suivant la latitude, atteignant probablement zéro aux pôles.
En d'autres mots, ces vents font le tour de la planète plus rapidement qu'elle ne tourne sur elle-même (cinquante fois plus vite que le sol) Atmospheric Flight on Venus, de Anthony Colozza; et Christopher LaMarre, 40th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit sponsored by the American Institute of Aeronautics and Astronautics à Reno (Nevada) du 14 au 17 janvier 2002. Toutefois, au niveau du sol, les vents n'atteignent pas plus de quelques kilomètres par heure (généralement moins de ), mais du fait de la densité importante de l'atmosphère (un dixième de celle de l'eau à la surface), cette vitesse est suffisante pour éroder, et déplacer de la poussière et des rochers comme le ferait un ruisseau à une telle vitesse sur Terre Dust on the surface of Venus.
Cette super-rotation a probablement influé la rotation de Vénus. En effet, la masse atmosphérique de Vénus est de l'ordre du dix-millième de la masse de la planète. Il y aurait eu un échange de vitesse entre la planète et son atmosphère pour conserver le moment cinétique total.
350px|vignette|Représentation de la circulation atmosphérique sur Vénus.