Als je de schaarse bovenste regionen niet meetelt die zich aantoonbaar tot halverwege de maan uitstrekken en geleidelijk in de ruimte verdwijnen, is de atmosfeer van de aarde dun. Het strekt zich ongeveer 1000 kilometer (621 mijl) uit van de grond tot de top van de thermosfeer. Binnen die delicate, levensverzorgende deken bevinden zich vier verschillende regio's: de troposfeer, de stratosfeer, de mesosfeer en de thermosfeer. Elke regio heeft een duidelijke temperatuurgradiënt en in twee daarvan is de gradiënt negatief, wat betekent dat de temperatuur daalt met de hoogte. Deze twee regio's zijn de troposfeer en de mesosfeer.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De temperatuur neemt af met de hoogte in twee van de atmosferische gebieden van de aarde: de troposfeer en de mesosfeer. De troposfeer is het gebied dat zich het dichtst bij de grond bevindt en de mesosfeer bevindt zich net boven de ozonlaag.
De troposfeer - waar het weer gebeurt
Zich vanaf de grond uitstrekkend tot een hoogte van ongeveer 10 km (6,2 mijl; 33.000 voet), is de troposfeer net dik genoeg om de Mount Everest te omhullen. Het bevat ongeveer 75 procent van de lucht en 99 procent van de waterdamp in de atmosfeer. De dichtheid is het hoogst in de grenslaag, waar de atmosfeer de grond raakt, en het laagst in de tropopauze, waar de stratosfeer begint.
De temperaturen nemen af met de hoogte in de troposfeer met een snelheid van ongeveer 6,5 graden Celsius (11,7 graden Fahrenheit) per kilometer, afhankelijk van het weer. Dit gebeurt als gevolg van afnemende luchtdruk met hoogte. Naarmate de druk afneemt, zet de lucht uit en koelt deze af. In overeenstemming met deze gradiënt is de temperatuur in de tropopauze gemiddeld ongeveer 65 C (117 F) kouder dan aan de grenslaag.
De mesosfeer – boven de ozonlaag
Omdat ozon in wisselwerking staat met zonlicht, heeft de ozonlaag aan de bovenkant van de stratosfeer een opwarmend effect, en in die laag van de atmosfeer is de temperatuurgradiënt positief. Wanneer je echter boven de ozonlaag uitstijgt en de mesosfeer binnengaat, wordt de gradiënt weer negatief.
De mesosfeer strekt zich uit van een hoogte van ongeveer 50 km (31 mijl) tot 85 km (53 mijl). In deze laag is de luchtdruk slechts ongeveer 1 procent van wat het op zeeniveau is, maar dat is nog steeds genoeg lucht om meteoren te verbranden. Op de top van de mesosfeer - de mesopauze - hebben wetenschappers de koudste temperaturen in de atmosfeer geregistreerd. Ze zijn rond de -90 C (-130 F).
Uit de ruimte
In de bovenste laag van de atmosfeer, de thermosfeer, stijgen de temperaturen weer met de hoogte door absorptie van ultraviolet zonlicht. Aan de bovenkant van deze laag kunnen de temperaturen variëren van 500 C (932 F) tot 2000 C (3.632 F) of hoger. De hoogenergetische straling van de zon ioniseert deeltjes in deze laag, en om deze reden wordt het soms de ionosfeer genoemd. Het is de laag waarin de aurora's voorkomen.
Sommige wetenschappers identificeren een vijfde laag die begint boven de thermosfeer en zich uitstrekt van 100.000 tot 200.000 km (62.000 tot 120.000 mijl) in de ruimte. In deze laag, de exosfeer genaamd, loopt de luchtdichtheid geleidelijk terug naar niets. Hoewel er geen duidelijke gradiënt is, kunnen de temperaturen variëren van 0 C (32 F) tot 1.700 C (3.092 F) afhankelijk van of het dag of nacht is, De concentratie van deeltjes is te laag om warmte te geleiden, echter.