Se non si contano le regioni superiori sparse che presumibilmente si estendono a metà strada fino alla luna e si dissipano gradualmente nello spazio, l'atmosfera terrestre è sottile. Si estende per circa 1000 chilometri (621 miglia) dal suolo fino alla sommità della termosfera. All'interno di quella delicata coperta che nutre la vita ci sono quattro regioni distinte: la troposfera, la stratosfera, la mesosfera e la termosfera. Ogni regione presenta un gradiente di temperatura distinto e in due di esse il gradiente è negativo, il che significa che le temperature diminuiscono con l'altitudine. Queste due regioni sono le troposfera e il mesosfera.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
La temperatura diminuisce con l'altitudine in due delle regioni atmosferiche della Terra: la troposfera e la mesosfera. La troposfera è la regione più vicina al suolo e la mesosfera è appena sopra lo strato di ozono.
La troposfera: dove succede il tempo
Si estende da terra fino a un'altitudine di circa 10 km (6,2 miglia; 33.000 piedi), la troposfera è abbastanza spessa da avvolgere il Monte Everest. Contiene circa il 75% dell'aria e il 99% del vapore acqueo nell'atmosfera. La sua densità è massima nello strato limite, dove l'atmosfera incontra il suolo, e più bassa nella tropopausa, dove inizia la stratosfera.
Le temperature diminuiscono con l'altitudine nella troposfera a una velocità di circa 6,5 gradi Celsius (11,7 gradi Fahrenheit) per chilometro, a seconda del tempo. Ciò si verifica a causa della diminuzione della pressione atmosferica con l'altitudine. Quando la pressione diminuisce, l'aria si espande e si raffredda mentre lo fa. Conformemente a questo gradiente, la temperatura alla tropopausa è, in media, di circa 65 C (117 F) più fredda rispetto allo strato limite.
La Mesosfera – Sopra lo Strato di Ozono
Poiché l'ozono interagisce con la luce solare, lo strato di ozono nella parte superiore della stratosfera ha un effetto riscaldante e in quello strato dell'atmosfera il gradiente di temperatura è positivo. Tuttavia, quando ti alzi sopra lo strato di ozono ed entri nella mesosfera, il gradiente diventa nuovamente negativo.
La mesosfera si estende da un'altitudine di circa 50 km (31 mi) a 85 km (53 mi). In questo strato, la pressione dell'aria è solo circa l'1 percento di quella che è al livello del mare, ma è ancora abbastanza aria per bruciare le meteore. Nella parte superiore della mesosfera - la mesopausa - gli scienziati hanno registrato le temperature più fredde nell'atmosfera. Sono circa -90 C (-130 F).
Fuori nello spazio
Nello strato superiore dell'atmosfera, la termosfera, le temperature aumentano di nuovo con l'altitudine a causa dell'assorbimento della luce solare ultravioletta. Nella parte superiore di questo strato, le temperature possono variare da 500 C (932 F) a 2.000 C (3.632 F) o superiori. La radiazione ad alta energia del sole ionizza le particelle in questo strato e, per questo motivo, a volte viene chiamata ionosfera. È lo strato in cui si verificano le aurore.
Alcuni scienziati identificano un quinto strato che inizia sopra la termosfera e si estende da 100.000 a 200.000 km (da 62.000 a 120.000 mi) nello spazio. In questo strato, chiamato esosfera, la densità dell'aria si riduce gradualmente al nulla. Sebbene non vi sia un gradiente chiaro, le temperature possono variare da 0 C (32 F) a 1.700 C (3.092 F) a seconda che sia giorno o notte, la concentrazione di particelle è troppo bassa per condurre il calore, tuttavia.