Termosfera to najwyższa część ziemskiej atmosfery. Zaczyna się około 53 mil nad poziomem morza i rozciąga się od 311 do 621 mil. Dokładny zasięg termosfery jest różny, ponieważ pęcznieje i kurczy się w zależności od aktualnego poziomu aktywności słonecznej. Termosfera ma wyjątkowo niską gęstość, a zakres temperatur w termosferze jest zaskakująco gorący – od 932 do 3632 ° F. Co powoduje te ekstremalne temperatury?
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Kilka cech termosfery przyczynia się do jej wysokiej temperatury, w szczególności bezpośrednie promieniowanie słoneczne bez innych warstw atmosfery nad nią i niskie ciśnienie tej warstwy.
Promieniowania słonecznego
Źródłem ciepła termosfery jest promieniowanie emitowane przez słońce. Termosfera pochłania większość promieniowania, które Ziemia otrzymuje od Słońca, pozostawiając tylko ułamek, który faktycznie dociera do powierzchni. Promieniowanie ultrafioletowe, światło widzialne i wysokoenergetyczne promieniowanie gamma są pochłaniane przez termosferę, co powoduje znaczne nagrzewanie się kilku obecnych cząstek. Temperatura termosfery waha się o setki stopni między nocą a dniem, a jeszcze szerzej między maksymalnym i minimalnym punktem cyklu słonecznego.
Termosfera Ciśnienie Powietrza i Ciepło
Skrajnie niskie ciśnienie w termosferze również przyczynia się do jej wysokiej temperatury. Ciepło jest definiowane przez ilość energii posiadaną przez poszczególne cząsteczki materiału. W ciepłym gazie cząstki poruszają się znacznie szybciej niż w chłodnym gazie. Na poziomie morza energetyczne cząstki bardzo szybko zaczną zderzać się z innymi cząsteczkami, tracąc energię przy każdym zderzeniu. Ta strata energii chłodzi gaz, chyba że stale dodaje się więcej ciepła. Niskie ciśnienie oznacza, że w pobliżu znajduje się niewiele cząstek, z którymi może się zderzać, co prowadzi do wolniejszej utraty energii. Tak więc gaz o niskim ciśnieniu wymaga znacznie mniej energii do ogrzania niż gaz o wysokim ciśnieniu.
Ciepło i ilość
Mimo że termosfera jest bardzo gorąca, jej niska gęstość oznacza, że nie może skutecznie przenosić tej energii do poruszających się w niej obiektów. Ma wysoką temperaturę, ale małą ilość. Termometr rtęciowy zawieszony w termosferze odczytałby temperaturę poniżej zera, ponieważ strata ciepła przekroczyłaby jakąkolwiek energię, jaką rozproszone cząstki termosfery mogłyby przekazać do rtęć. Pomysł jest podobny do ciepła wytwarzanego przez płomień świecy, który jest bardzo gorący w niektórych punktach płomienia, ale nie jest w stanie ogrzać obiektów oddalonych o więcej niż kilka cali. Wytwarza wysoką temperaturę, ale niewielką ilość ciepła.
Wpływ termosfery na podróże kosmiczne
Niewielka ilość nośnika ciepła w termosferze sprawia, że przechodzące przez nią obiekty nie podlegają znacznemu wpływowi wysokich temperatur. Satelity, astronauci i statki kosmiczne postrzegają termosferę jako bardzo zimne miejsce, ponieważ ogromnego ciepła termosfery nie można skutecznie przenieść na ciała stałe. Ciepło związane z ponownym wejściem do atmosfery jest dostarczane przez termosferę, ale jest to efekt tarcia, a nie temperatura samej atmosfery.