Co způsobuje, že je termosféra tak horká?

Termosféra je nejvyšší část zemské atmosféry. Začíná asi 53 mil nad hladinou moře a sahá mezi 311 až 621 mil. Přesný rozsah termosféry se liší, protože bobtná a smršťuje se na základě aktuální úrovně sluneční aktivity. Termosféra má extrémně nízkou hustotu a rozsah teploty termosféry je překvapivě horký - mezi 932 - 3 632 ° F. Co způsobuje tyto extrémní teploty?

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

K jeho horké teplotě přispívá několik charakteristik termosféry, zejména přímé sluneční záření bez dalších vrstev atmosféry nad sebou a nízký tlak této vrstvy.

Zdrojem tepla termosféry je záření vyzařované sluncem. Termosféra absorbuje velkou část záření, které Země přijímá ze slunce, a ponechává jen zlomek, aby se skutečně dostala na povrch. Ultrafialové záření, viditelné světlo a vysokoenergetické gama záření jsou absorbovány termosférou, což způsobuje značné zahřívání několika přítomných částic. Teplota termosféry kolísá mezi nocí a dnem o stovky stupňů a ještě více mezi maximem a minimem slunečního cyklu.

K jeho vysoké teplotě přispívá také extrémně nízký tlak termosféry. Teplo je definováno množstvím energie, kterou vlastní jednotlivé molekuly materiálu. V teplém plynu se částice budou pohybovat mnohem rychleji než v chladném plynu. Na hladině moře se energetické částice velmi rychle začnou srážet s jinými částicemi a při každé srážce ztrácejí energii. Tato ztráta energie ochladí plyn, pokud není neustále přidáváno více tepla. Nízký tlak znamená, že se srazí málo částic, což vede k pomalejší ztrátě energie. Nízkotlaký plyn tedy potřebuje k zahřátí mnohem méně energie než vysokotlaký plyn.

I když je termosféra extrémně horká, její nízká hustota znamená, že nemůže účinně přenášet tuto energii na objekty pohybující se skrz ni. Má vysoké teplo, ale malé množství. Rtuťový teploměr zavěšený v termosféře by četl teplotu pod bodem mrazu, jako tepelné ztráty by překročily jakoukoli energii, kterou by rozptýlené částice termosféry mohly přenášet do rtuť. Koncept je podobný konceptu tepla generovaného plamenem svíčky, které je v některých bodech plamene extrémně horké, ale není schopné ohřívat předměty vzdálené více než několik palců. Produkuje vysokou teplotu, ale malé množství tepla.

Nízké množství teplonosného média termosféry osvobozuje objekty, které jím procházejí, před významným ovlivněním vysokými teplotami. Družice, astronauti a kosmické lodě zažívají termosféru jako velmi chladné místo, protože obrovské teplo termosféry nelze efektivně přenášet na pevné objekty. Teplo spojené s opětovným vstupem do atmosféry přispívá termosféra, ale jedná se spíše o účinek tření než o samotnou teplotu atmosféry.