الغلاف الحراري هو الجزء الأعلى من الغلاف الجوي للأرض. يبدأ بحوالي 53 ميلاً فوق مستوى سطح البحر ويمتد إلى ما بين 311 إلى 621 ميلاً. يختلف المدى الدقيق للغلاف الحراري ، حيث يتضخم ويتقلص بناءً على المستوى الحالي للنشاط الشمسي. يتميز الغلاف الحراري بكثافة منخفضة للغاية ونطاق درجة حرارة الغلاف الحراري ساخن بشكل مدهش - بين 932-3.632 درجة فهرنهايت. ما الذي يسبب درجات الحرارة القصوى هذه؟
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تساهم العديد من خصائص الغلاف الحراري في ارتفاع درجة حرارته ، وخاصة الإشعاع الشمسي المباشر مع عدم وجود طبقات أخرى من الغلاف الجوي فوقه والضغط المنخفض لهذه الطبقة.
اشعاع شمسي
مصدر حرارة الغلاف الحراري هو الإشعاع المنبعث من الشمس. يمتص الغلاف الحراري الكثير من الإشعاع الذي تتلقاه الأرض من الشمس ، تاركًا جزءًا بسيطًا فقط للوصول فعليًا إلى السطح. يمتص الغلاف الحراري الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي وإشعاع غاما عالي الطاقة ، مما يتسبب في تسخين الجسيمات القليلة الموجودة بشكل كبير. تتقلب درجة حرارة الغلاف الحراري بمئات الدرجات بين الليل والنهار ، وحتى على نطاق أوسع بين النقاط القصوى والدنيا للدورة الشمسية.
ضغط الهواء والحرارة في ثيرموسفير
يساهم الضغط المنخفض للغاية للغلاف الحراري أيضًا في ارتفاع درجة حرارته. يتم تعريف الحرارة من خلال كمية الطاقة التي تمتلكها الجزيئات الفردية للمادة. في الغاز الدافئ ، تتحرك الجزيئات بسرعة أكبر بكثير من الغازات الباردة. عند مستوى سطح البحر ، ستبدأ الجسيمات النشطة بسرعة كبيرة في الاصطدام بالجزيئات الأخرى ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة مع كل تصادم. يؤدي فقدان الطاقة هذا إلى تبريد الغاز ما لم يتم إضافة المزيد من الحرارة باستمرار. الضغط المنخفض يعني عدم وجود الكثير من الجسيمات حولها لتتصادم ، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة بشكل أبطأ. وبالتالي ، فإن غاز الضغط المنخفض يستهلك طاقة أقل بكثير للتسخين من الغاز عالي الضغط.
الحرارة والكمية
على الرغم من أن الغلاف الحراري شديد الحرارة ، إلا أن كثافته المنخفضة تعني أنه لا يمكنه نقل هذه الطاقة بكفاءة إلى الأشياء التي تتحرك من خلاله. لديها حرارة عالية ، ولكن كمية منخفضة. يقرأ مقياس الحرارة الزئبقي المعلق داخل الغلاف الحراري درجة حرارة أقل من درجة التجمد ، مثل قد يتجاوز فقد الحرارة أي طاقة يمكن أن تنقلها الجسيمات المتناثرة في الغلاف الحراري إلى الزئبق. إنه مشابه من حيث المفهوم للحرارة الناتجة عن لهب الشمعة ، والذي يكون شديد السخونة في بعض النقاط داخل اللهب ولكنه غير قادر على تسخين الأشياء على بعد أكثر من بضع بوصات. إنها تنتج درجة حرارة عالية ، ولكن كمية منخفضة من الحرارة.
تأثيرات الغلاف الجوي على السفر في الفضاء
تعمل الكمية المنخفضة من الوسط الحامل للحرارة في الغلاف الحراري على تحرير الأجسام التي تنتقل عبرها من التأثر بشكل كبير بدرجات الحرارة المرتفعة. تختبر الأقمار الصناعية ورواد الفضاء والمركبات الفضائية الغلاف الحراري كمكان شديد البرودة ، حيث لا يمكن نقل الحرارة الهائلة للغلاف الحراري بكفاءة إلى أجسام صلبة. يساهم الغلاف الحراري في الحرارة المرتبطة بالعودة إلى الغلاف الجوي ، ولكن هذا هو تأثير الاحتكاك وليس درجة حرارة الغلاف الجوي نفسه.