Η ατμόσφαιρα της Γης έχει πέντε διαφορετικά επίπεδα. Αυτά τα στρώματα προστατεύουν τη Γη από την υπεριώδη ακτινοβολία, διατηρούν την επιφάνεια του πλανήτη κατοικήσιμη μέσω του φαινομένου του θερμοκηπίου και παρέχουν το απαραίτητο οξυγόνο για την αναπνοή.
Η ατμόσφαιρα της Γης: Η συνολική εικόνα
Η τροχιά της Γης γύρω από τον ήλιο διατηρεί τον πλανήτη σε ιδανική απόσταση, όπου οι θερμοκρασίες στηρίζουν το υγρό νερό στην επιφάνεια για τη διατήρηση της ζωής.
Θερμοκρασία ατμόσφαιρας:
Το εύρος θερμοκρασίας της Γης στο Φαρενάιτ είναι από 2.700 βαθμούς Φαρενάιτ (1.500 βαθμούς Κελσίου) στην ανώτερη ατμόσφαιρα σε μια παγκόσμια μέση θερμοκρασία περίπου 59 βαθμούς Φαρενάιτ (15 βαθμοί Κελσίου) κοντά στο επιφάνεια.
Σύνθεση της ατμόσφαιρας:
Η σύνθεση της ατμόσφαιρας είναι κυρίως άζωτο και οξυγόνο, αν και αρχίζει να αραιώνεται σε απόσταση 10 μιλίων (16 χιλιόμετρα) από την επιφάνεια της Γης.
Η Τροπόσφαιρα
Υψόμετρο:
Το στρώμα τροπόσφαιρας εκτείνεται από την επιφάνεια της Γης σε ύψος μεταξύ 4 και 12 μιλίων (6 και 20 χιλιόμετρα). Διαφέρει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. Στον ισημερινό μπορεί να φτάσει 12 μίλια (20 χιλιόμετρα), και στους πόλους φτάνει περίπου 4 μίλια (6 χιλιόμετρα).
Σύνθεση:
Σχεδόν το 75% της ατμόσφαιρας κατοικεί στην τροπόσφαιρα. Η σύνθεση περιέχει κυρίως άζωτο και οξυγόνο:
- Άζωτο, 78,08 τοις εκατό
- Οξυγόνο, 20,95 τοις εκατό
- Νερό, 0 έως 4 τοις εκατό (οι υδρατμοί έχουν την υψηλότερη συγκέντρωση κοντά στον ισημερινό και το χαμηλότερο στην έρημο και τις πολικές περιοχές)
- Argon, 0,93 τοις εκατό
- Διοξείδιο του άνθρακα, 0,04 τοις εκατό
- Ίχνη ποσότητας νέου, ηλίου, μεθανίου, υδρογόνου, οξειδίων του αζώτου και όζοντος
- Σωματίδια όπως σκόνη, ηφαιστειακή τέφρα
Θερμοκρασία:
Κοντά στην επιφάνεια της Γης, η παγκόσμια μέση θερμοκρασία είναι 59 βαθμοί Φαρενάιτ (15 βαθμοί Κελσίου). Στο ανώτατο όριο της τροπόσφαιρας, ο αέρας φτάνει σχεδόν τους αρνητικούς 76 βαθμούς Φαρενάιτ (αρνητικός 60 βαθμούς Κελσίου).
Η στρατόσφαιρα
Υψόμετρο:
Η στρατόσφαιρα ξεκινά στο ανώτερο επίπεδο της τροπόσφαιρας και εκτείνεται σε 31 μίλια (50 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης.
Σύνθεση:
Η στρατόσφαιρα διατηρεί το 85 τοις εκατό έως το 90 τοις εκατό του ατμοσφαιρικού όζοντος που δημιουργείται από τη φωτολύση, την αποσύνθεση από την ηλιακή ακτινοβολία, του οξυγόνου. Αυτό το στρώμα όζοντος προστατεύει τα έμβια όντα από τη βλαβερή υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο. Η σύνθεση της στρατόσφαιρας:
- περιέχει αέρια από την τροπόσφαιρα, αλλά λιγότερα από αυτά
- Υπάρχουν άλλα αέρια: οξείδιο του αζώτου, μεθάνιο και χλωροφθοράνθρακες που προέρχονται από την τροπόσφαιρα
- πολύ μικρός υδρατμός
- ηφαιστειακές εκρήξεις στη Γη εγχέουν ενώσεις σουλφιδίου, αέρια αλογόνου όπως υδροχλώριο και φθόριο και σωματίδια ανόργανων πυριτικών και θειικών ενώσεων
Θερμοκρασία:
Η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα κυμαίνεται από αρνητικούς 60 βαθμούς Φαρενάιτ (αρνητικός 51 βαθμούς Κελσίου) στο όριο της τροπόσφαιρας έως τους αρνητικούς 5 βαθμούς Φαρενάιτ (αρνητικός 15 βαθμούς Κελσίου) στους η κορυφή. Η αύξηση της θερμοκρασίας οφείλεται στο στρώμα του όζοντος που απορροφά υπεριώδες φως από την ηλιακή ακτινοβολία.
Η Μεσόσφαιρα
Υψόμετρο:
Η μεσόσφαιρα εκτείνεται από το όριο της στρατόσφαιρας στα 53 μίλια (85 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης. Περιέχει τις πιο κρύες θερμοκρασίες στην ατμόσφαιρα της Γης.
Σύνθεση:
Η σύνθεση της μεσόσφαιρας είναι όλο και πιο λεπτή αέρια από τα στρώματα τροπόσφαιρας και στρατόσφαιρας. Επιπλέον, οι μετεωρίτες εξατμίζονται στη μεσόσφαιρα, δίνοντάς του μεγαλύτερη συγκέντρωση σιδήρου και άλλων μεταλλικών ιόντων.
Θερμοκρασία:
Η θερμοκρασία κυμαίνεται από αρνητικούς 5 βαθμούς Φαρενάιτ (αρνητικός 15 βαθμούς Κελσίου) στο όριο στρατόσφαιρας στους αρνητικούς 184 βαθμούς Φαρενάιτ (αρνητικός 120 βαθμοί Κελσίου) στο επάνω μέρος Όριο.
Η Θερμόσφαιρα
Υψόμετρο:
Από την κορυφή της μεσόσφαιρας, η θερμόσφαιρα εκτείνεται σε 311 έως 621 μίλια (500 έως 1.000 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης.
Σύνθεση:
Μόνο ίχνη της ατμόσφαιρας (από την τροπόσφαιρα) μπορούν να ανιχνευθούν στο στρώμα θερμόσφαιρας. Τυχόν αέρια διοξειδίου του άνθρακα που συμβάλλουν στη θέρμανση της τροπόσφαιρας προκαλούν ψύξη στη θερμόσφαιρα καθώς εκπέμπουν θερμότητα στο διάστημα.
Τα φορτισμένα σωματίδια από το διάστημα που συγκρούονται με άτομα για να δημιουργήσουν aurora borealis (βόρεια φώτα) και aurora australis (νότια φώτα) βρίσκονται στο στρώμα θερμόσφαιρας.
Θερμοκρασία:
Η θερμοκρασία κυμαίνεται από αρνητικούς 184 βαθμούς Φαρενάιτ στο ανώτερο όριο της μεσόσφαιρας έως 3.600 βαθμούς Φαρενάιτ (2.000 βαθμοί Κελσίου) κοντά στο ανώτερο όριο, καθώς η υπεριώδης ακτινοβολία και η ακτινογραφία από τον ήλιο είναι απορροφήθηκε.
Η Εξωσφαιρα
Υψόμετρο:
Η εξώσφαιρα δεν έχει σαφές όριο καθώς σταδιακά διαλύεται στο διάστημα. Μερικοί επιστήμονες το τοποθετούν σε ύψος 62.000 μιλίων (100.000 χιλιόμετρα) πάνω από τη Γη.
Σύνθεση:
Η σύνθεση της εξώσφαιρας είναι αραιή καθώς τα άτομα και τα μόρια διαλύονται αργά στο διάστημα. Μέσα σε αυτό το στρώμα, τα άτομα υδρογόνου διασκορπίζουν την υπεριώδη ακτινοβολία και τα μεμονωμένα μόρια αερίου είτε τραβιέται προς τη Γη με βαρυτικές δυνάμεις ή πετούν στο διάστημα.
Θερμοκρασία Exosphere:
Το εύρος θερμοκρασίας της εξώσφαιρας μπορεί να φτάσει τους 2.700 βαθμούς Φαρενάιτ (1.500 βαθμούς Κελσίου) στην ανώτερη ατμόσφαιρα καθώς ο λεπτός αέρας εκπέμπει λίγη θερμότητα.