Термосферата е най-високият участък от земната атмосфера. Започва на около 53 мили над морското равнище и се простира между 311 и 621 мили. Точният обхват на термосферата варира, тъй като набъбва и се свива въз основа на текущото ниво на слънчева активност. Термосферата има изключително ниска плътност и диапазонът на температурата на термосферата е изненадващо горещ - между 932-3,632 ° F. Какво причинява тези екстремни температури?
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Няколко характеристики на термосферата допринасят за нейната гореща температура, особено прякото слънчево лъчение без други слоеве на атмосферата над него и ниското налягане на този слой.
Слънчева радиация
Източникът на топлина на термосферата е лъчението, излъчвано от слънцето. Термосферата поглъща голяма част от радиацията, която Земята получава от слънцето, оставяйки само частица, която действително достига до повърхността. Ултравиолетовото лъчение, видимата светлина и високоенергийното гама лъчение се абсорбират от термосферата, което кара малкото присъстващи частици да се нагряват значително. Температурата на термосферата се колебае със стотици градуси между нощта и деня и дори по-широко между максималните и минималните точки на слънчевия цикъл.
Въздушно налягане и топлина на термосферата
Изключително ниското налягане на термосферата също допринася за нейната висока температура. Топлината се определя от количеството енергия, притежавано от отделните молекули на даден материал. В топъл газ частиците ще се движат много по-бързо, отколкото в хладен газ. На морското равнище енергийните частици много бързо ще започнат да се сблъскват с други частици, губейки енергия при всеки сблъсък. Тази загуба на енергия охлажда газа, освен ако постоянно се добавя повече топлина. Ниското налягане означава, че няма много частици, които да се сблъскат, което води до по-бавни загуби на енергия. По този начин газът с ниско налягане отнема много по-малко енергия за нагряване, отколкото газът с високо налягане.
Топлина и количество
Въпреки че термосферата е изключително гореща, нейната ниска плътност означава, че тя не може ефективно да предаде тази енергия на обекти, които се движат през нея. Има висока топлина, но малко количество. Живачен термометър, окачен в термосферата, ще отчете температура под нулата, както загубата на топлина би надвишила всяка енергия, която разпръснатите частици на термосферата могат да предадат на живак. По концепция е подобен на топлината, генерирана от пламък на свещ, който е изключително горещ в някои точки от пламъка, но не е в състояние да нагрява обекти на повече от няколко сантиметра разстояние. Той произвежда висока температура, но малко количество топлина.
Ефекти на термосферата върху космическите пътувания
Ниското количество на топлоносителната среда на термосферата освобождава обектите, пътуващи през нея, от значително въздействие от високите температури. Сателитите, астронавтите и космическите кораби преживяват термосферата като много студено място, тъй като огромната топлина на термосферата не може ефективно да се прехвърли върху твърди обекти. Топлината, свързана с повторното навлизане в атмосферата, се допринася от термосферата, но това е ефект на триене, а не на температурата на самата атмосфера.