Termosfera je najviši dio Zemljine atmosfere. Počinje na oko 53 milje nadmorske visine i proteže se između 311 i 621 milje. Točan opseg termosfere varira, jer ona bubri i skuplja se na temelju trenutne razine sunčeve aktivnosti. Termosfera ima izuzetno nisku gustoću, a raspon temperature termosfere je iznenađujuće vruć - između 932-3.632 ° F. Što uzrokuje ove ekstremne temperature?
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Nekoliko karakteristika termosfere pridonosi njezinoj vrućoj temperaturi, posebno izravno sunčevo zračenje bez drugih slojeva atmosfere iznad sebe i nizak tlak ovog sloja.
Solarno zračenje
Izvor topline termosfere je zračenje koje emitira sunce. Termosfera apsorbira velik dio zračenja koje Zemlja prima od sunca, ostavljajući samo djelić da stvarno dođe do površine. Termosfera apsorbira ultraljubičasto zračenje, vidljivu svjetlost i visokoenergijsko gama zračenje, što uzrokuje znatno zagrijavanje nekoliko prisutnih čestica. Temperatura termosfere oscilira za stotine stupnjeva između noći i dana, a još šire između maksimalne i minimalne točke sunčevog ciklusa.
Tlak i toplina zraka u termosferi
Izuzetno nizak tlak termosfere također pridonosi njezinoj visokoj temperaturi. Toplina se definira količinom energije koju posjeduju pojedine molekule materijala. U toplom plinu, čestice će se kretati mnogo brže nego u hladnom plinu. Na razini mora, energetske će se čestice vrlo brzo početi sudarati s drugim česticama, gubeći energiju pri svakom sudaru. Ovaj gubitak energije hladi plin ako se stalno ne dodaje više topline. Niski tlak znači da se ne može sudariti mnogo čestica, što dovodi do sporijeg gubitka energije. Dakle, plin pod niskim tlakom za zagrijavanje uzima puno manje energije od plina pod visokim tlakom.
Toplina i količina
Iako je termosfera izuzetno vruća, njezina niska gustoća znači da ne može učinkovito prenijeti tu energiju na predmete koji se kroz nju kreću. Ima visoku toplinu, ali malu količinu. Živin termometar obješen u termosferi očitavao bi temperaturu ispod ledišta, kao gubitak topline premašio bi svaku energiju koju bi raspršene čestice termosfere mogle prenijeti na Merkur. Konceptno je sličan toplini koju stvara plamen svijeće, koja je u nekim točkama unutar plamena izuzetno vruća, ali nije u stanju zagrijati predmete udaljene više od nekoliko centimetara. Proizvodi visoku temperaturu, ali malu količinu topline.
Učinci termosfere na svemirska putovanja
Niska količina toplinskog medija termosfere oslobađa predmete koji putuju kroz nju od značajnih utjecaja visokih temperatura. Sateliti, astronauti i svemirske letjelice doživljavaju termosferu kao vrlo hladno mjesto, jer se ogromna toplina termosfere ne može učinkovito prenijeti na čvrste predmete. Toplini povezanoj s povratkom atmosfere pridonosi termosfera, ali to je učinak trenja, a ne temperature same atmosfere.