La termosfera es la sección más alta de la atmósfera de la Tierra. Comienza a unas 53 millas sobre el nivel del mar y se extiende entre 311 y 621 millas. La extensión exacta de la termosfera varía, a medida que se hincha y se contrae en función del nivel actual de actividad solar. La termosfera tiene una densidad extremadamente baja y el rango de temperatura de la termosfera es sorprendentemente caliente, entre 932-3,632 ° F. ¿Qué causa estas temperaturas extremas?
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Varias características de la termosfera contribuyen a su temperatura caliente, particularmente la radiación solar directa sin otras capas de la atmósfera por encima de ella y la baja presión de esta capa.
Radiación solar
La fuente del calor de la termosfera es la radiación emitida por el sol. La termosfera absorbe gran parte de la radiación que la Tierra recibe del sol, dejando solo una fracción para llegar a la superficie. La radiación ultravioleta, la luz visible y la radiación gamma de alta energía son absorbidas por la termosfera, lo que hace que las pocas partículas presentes se calienten considerablemente. La temperatura de la termosfera fluctúa en cientos de grados entre la noche y el día, y aún más ampliamente entre los puntos máximo y mínimo del ciclo solar.
Presión y calor del aire de la termosfera
La presión extremadamente baja de la termosfera también contribuye a su alta temperatura. El calor se define por la cantidad de energía que poseen las moléculas individuales de un material. En un gas caliente, las partículas se moverán mucho más rápidamente que en un gas frío. A nivel del mar, las partículas energéticas comenzarán a chocar muy rápidamente con otras partículas, perdiendo energía con cada colisión. Esta pérdida de energía enfría el gas a menos que se agregue constantemente más calor. La presión baja significa que no hay muchas partículas con las que colisionar, lo que conduce a una pérdida de energía más lenta. Por lo tanto, un gas a baja presión requiere mucha menos energía para calentar que un gas a alta presión.
Calor y cantidad
Aunque la termosfera está extremadamente caliente, su baja densidad significa que no puede transmitir esa energía de manera eficiente a los objetos que se mueven a través de ella. Tiene calor alto, pero poca cantidad. Un termómetro de mercurio suspendido dentro de la termosfera leería una temperatura por debajo del punto de congelación, como La pérdida de calor excedería cualquier energía que las partículas dispersas de la termosfera pudieran transmitir al mercurio. Es similar en concepto al calor generado por la llama de una vela, que es extremadamente caliente en algunos puntos dentro de la llama pero es incapaz de calentar objetos a más de unas pocas pulgadas de distancia. Está produciendo una temperatura alta, pero una cantidad baja de calor.
Efectos de la termosfera en los viajes espaciales
La baja cantidad del medio portador de calor de la termosfera evita que los objetos que la atraviesan se vean afectados significativamente por las altas temperaturas. Los satélites, los astronautas y las naves espaciales experimentan la termosfera como un lugar muy frío, ya que el tremendo calor de la termosfera no se puede transferir de manera eficiente a los objetos sólidos. La termosfera contribuye al calor asociado con la reentrada atmosférica, pero este es un efecto de fricción más que de la temperatura de la atmósfera misma.
