熱圏は地球の大気の最も高い部分です。 それは海抜約53マイルから始まり、311から621マイルまで伸びます。 熱圏の正確な範囲は、太陽活動の現在のレベルに基づいて膨張および収縮するため、変化します。 熱圏の密度は非常に低く、熱圏の温度範囲は驚くほど高温で、932〜3,632°Fです。 これらの極端な温度の原因は何ですか？
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
いくつかの熱圏特性がその高温に寄与します。特に、その上に大気の他の層がない直達日射と、この層の低圧に寄与します。
日射
熱圏の熱源は、太陽から放出される放射です。 熱圏は、地球が太陽から受ける放射の多くを吸収し、実際に地表に到達するためのほんの一部を残します。 紫外線、可視光線、高エネルギーガンマ線はすべて熱圏に吸収されるため、存在する少数の粒子がかなり熱くなります。 熱圏の温度は、昼と夜の間で数百度変動し、太陽周期の最大点と最小点の間でさらに大きく変動します。
熱圏の気圧と熱
熱圏の非常に低い圧力もまた、その高温に寄与しています。 熱は、材料の個々の分子が持つエネルギーの量によって定義されます。 暖かいガスでは、粒子は冷たいガスよりもはるかに速く動き回ります。 海面では、エネルギーのある粒子が他の粒子と非常にすばやく衝突し始め、衝突するたびにエネルギーが失われます。 このエネルギーの損失は、より多くの熱が絶えず追加されない限り、ガスを冷却します。 低圧とは、衝突する粒子が少ないことを意味し、エネルギー損失が遅くなります。 したがって、低圧ガスは高圧ガスよりも加熱に必要なエネルギーがはるかに少なくなります。
熱と量
熱圏は非常に高温ですが、密度が低いため、熱圏を通過する物体にそのエネルギーを効率的に伝達することはできません。 熱は高いですが、量は少ないです。 熱圏内に吊るされた水銀温度計は、次のように氷点下の温度を読み取ります。 熱損失は、熱圏の散乱粒子がに伝達できるエネルギーを超えます。 水星。 これは、ろうそくの炎によって生成される熱に概念が似ています。ろうそくの炎は、炎内のいくつかのポイントで非常に高温ですが、数インチ以上離れた物体を加熱することはできません。 高温になりますが、熱量は少なくなります。
宇宙旅行に対する熱圏の影響
熱圏の熱を含む媒体の量が少ないため、熱圏を通過する物体が高温の影響を大きく受けることはありません。 衛星、宇宙飛行士、宇宙船は、熱圏の途方もない熱を固体の物体に効率的に伝達できないため、熱圏を非常に寒い場所として体験します。 大気圏再突入に伴う熱は熱圏によってもたらされますが、これは大気自体の温度ではなく摩擦の影響です。