Maan ilmakehässä on viisi erillistä kerrosta. Nämä kerrokset suojaavat maata ultraviolettisäteilyltä, pitävät planeetan pinnan asuttavana kasvihuoneilmiön kautta ja tarjoavat tarvittavan hapen hengittämiseen.
Maan ilmapiiri: kokonaiskuva
Maan kiertorata auringon ympäri pitää planeetan ihanteellisella etäisyydellä, jossa lämpötilat tukevat nestemäistä vettä pinnalla elämän ylläpitämiseksi.
Ilmakehän lämpötila:
Maapallon lämpötila-alue Fahrenheitissa on 2700 Fahrenheit-astetta (1500 Celsius-astetta) ylin ilmakehä maailmanlaajuiseen keskilämpötilaan, joka on noin 59 Fahrenheit - astetta (15 astetta) lähellä pinta.
Ilmakehän koostumus:
Ilmakehän koostumus on enimmäkseen typpeä ja happea, vaikka se alkaa ohentua 16 kilometrin etäisyydellä maan pinnasta.
Troposfääri
Korkeus:
Troposfäärikerros ulottuu maapallon pinnalta 6-20 kilometrin korkeuteen. Se vaihtelee leveysasteen mukaan. Päiväntasaajalla se voi saavuttaa 20 mailia (12 mailia) ja pylväillä noin 6 kilometriä.
Sävellys:
Lähes 75 prosenttia ilmakehästä asuu troposfäärissä. Koostumus sisältää enimmäkseen typpeä ja happea:
- Typpi, 78,08 prosenttia
- Happi, 20,95 prosenttia
- Vesi, 0–4 prosenttia (vesihöyryn pitoisuus on suurin päiväntasaajan lähellä ja pienin autiomaassa ja napa-alueilla)
- Argoni, 0,93 prosenttia
- Hiilidioksidi, 0,04 prosenttia
- Hienoja määriä neonia, heliumia, metaania, vetyä, typpioksideja ja otsonia
- Hiukkaset, kuten pöly, tulivuoren tuhka
Lämpötila:
Lähellä maan pintaa maailman keskilämpötila on 59 Fahrenheit-astetta (15 astetta). Troposfäärin ylimmällä rajalla ilma saavuttaa lähes negatiivisen 76 astetta Fahrenheit (negatiivinen 60 astetta).
Stratosfääri
Korkeus:
Stratosfääri alkaa troposfäärin ylimmältä tasolta ja ulottuu 50 kilometrin päähän Maan pinnasta.
Sävellys:
Stratosfäärissä on 85-90 prosenttia ilmakehän otsonista, joka syntyy hapen fotolyysillä, auringon säteilyn hajoamisella. Tämä otsonikerros suojaa maapallon eläviä olentoja auringon haitallisilta ultraviolettisäteilyltä. Stratosfäärin koostumus:
- sisältää troposfäärin kaasuja, mutta vähemmän niitä
- muut läsnä olevat kaasut: typpioksidi, metaani ja kloorifluorihiilivedyt, jotka tulevat troposfääristä
- hyvin vähän vesihöyryä
- tulivuorenpurkaukset maapallolla ruiskuttavat sulfidiyhdisteitä, halogeenikaasuja, kuten kloorivetyä ja fluoridia, ja epäorgaanisten silikaatti- ja sulfaattiyhdisteiden hiukkasia
Lämpötila:
Lämpötila stratosfäärissä vaihtelee negatiivisesta 60 astetta Fahrenheit (negatiivinen 51 astetta) Celsiusastetta) troposfäärin rajalla negatiiviseen 5 asteeseen Fahrenheit (negatiivinen 15 astetta) huippu. Lämpötilan nousu johtuu otsonikerroksesta, joka absorboi ultraviolettivaloa auringon säteilystä.
Mesosfääri
Korkeus:
Mesosfääri ulottuu stratosfäärin rajalta 85 mailia (85 kilometriä) maanpinnan yläpuolelle. Se sisältää kylmimmät lämpötilat maapallon ilmakehässä.
Sävellys:
Mesosfäärin koostumus on yhä ohuempia kaasuja troposfäärin ja stratosfäärin kerroksista. Lisäksi meteorit höyrystyvät mesosfäärissä, mikä antaa sille korkeamman rauta- ja muiden metalli-ionien pitoisuuden.
Lämpötila:
Lämpötila vaihtelee negatiivisesta 5 astetta Fahrenheitista (negatiivinen 15 astetta) stratosfäärin yläraja negatiiviseen 184 Fahrenheit-asteeseen (negatiivinen 120 astetta) raja.
Termosfääri
Korkeus:
Mesosfäärin huipulta termosfääri ulottuu maapallon yläpuolelle 500-1000 kilometriä (311-621 mailia).
Sävellys:
Termosfäärikerroksessa voidaan havaita vain pieniä määriä ilmakehää (troposfääristä). Hiilidioksidikaasut, jotka edistävät troposfäärin lämpenemistä, aiheuttavat jäähdytystä termosfäärissä, kun ne säteilevät lämpöä takaisin avaruuteen.
Avaruudesta ladatut hiukkaset, jotka törmäävät atomien kanssa muodostaen aurora borealiksen (pohjoiset valot) ja aurora australis (eteläiset valot), ovat lämpöpallokerroksessa.
Lämpötila:
Lämpötila vaihtelee negatiivisesta 184 Fahrenheit-asteesta mesosfäärin ylärajalla 3600 asteeseen Fahrenheit (2000 astetta) lähellä ylärajaa, kun auringon ultravioletti- ja röntgensäteily on imeytynyt.
Exosphere
Korkeus:
Eksosfäärillä ei ole selkeää rajaa, koska se liukenee vähitellen ulkoavaruuteen. Jotkut tutkijat sijoittavat sen 62 000 mailin (100 000 kilometrin) korkeuteen maanpinnan yläpuolelle.
Sävellys:
Eksosfäärin koostumus on niukka, kun atomit ja molekyylit haihtuvat hitaasti avaruuteen. Tämän kerroksen sisällä vetyatomit hajottavat ultraviolettisäteilyä ja yksittäiset kaasumolekyylit joko vedetään takaisin kohti maapalloa painovoimalla tai lentävät avaruuteen.
Eksosfäärin lämpötila:
Eksosfäärin lämpötila-alue voi ylimmässä ilmakehässä olla jopa 2700 Fahrenheit-astetta (1500 Celsius-astetta), kun ohut ilma siirtää vähän lämpöä.