Atmosfera ziemska składa się z pięciu odrębnych warstw. Warstwy te chronią Ziemię przed promieniowaniem ultrafioletowym, utrzymują powierzchnię planety do zamieszkania dzięki efektowi cieplarnianemu i zapewniają niezbędny tlen do oddychania.
Atmosfera ziemska: ogólny obraz
Orbita Ziemi wokół Słońca utrzymuje planetę w idealnej odległości, gdzie temperatury wspierają ciekłą wodę na powierzchni, aby utrzymać życie.
Temperatura atmosfery:
Zakres temperatur Ziemi w Fahrenheit wynosi od 2700 stopni Fahrenheita (1500 stopni Celsjusza) w najwyższej atmosfery do średniej globalnej temperatury około 59 stopni Fahrenheita (15 stopni Celsjusza) w pobliżu near powierzchnia.
Skład atmosfery:
Skład atmosfery składa się głównie z azotu i tlenu, choć w odległości 16 kilometrów od powierzchni Ziemi zaczyna się ona zmniejszać.
Troposfera
Wysokość:
Warstwa troposfery rozciąga się od powierzchni Ziemi na wysokość od 4 do 12 mil (6 do 20 kilometrów). To zależy od szerokości geograficznej. Na równiku może osiągnąć 12 mil (20 km), a na biegunach osiąga około 4 mil (6 km).
Kompozycja:
Prawie 75 procent atmosfery znajduje się w troposferze. Kompozycja zawiera głównie azot i tlen:
- Azot, 78,08 procent
- Tlen, 20,95 procent
- Woda, od 0 do 4 procent (para wodna ma najwyższe stężenie w pobliżu równika, a najniższe na pustyni i na obszarach polarnych)
- Argon, 0,93 procent
- Dwutlenek węgla, 0,04 procent
- Śladowe ilości neonu, helu, metanu, wodoru, tlenków azotu i ozonu
- Cząstki stałe, takie jak pył, popiół wulkaniczny
Temperatura:
W pobliżu powierzchni Ziemi średnia globalna temperatura wynosi 59 stopni Fahrenheita (15 stopni Celsjusza). Na najwyższej granicy troposfery powietrze osiąga prawie ujemne 76 stopni Fahrenheita (ujemne 60 stopni Celsjusza).
Stratosfera
Wysokość:
Stratosfera zaczyna się na najwyższym poziomie troposfery i rozciąga się na 50 kilometrów nad powierzchnią Ziemi.
Kompozycja:
Stratosfera zawiera od 85 do 90 procent ozonu atmosferycznego powstałego w wyniku fotolizy, rozkładu tlenu pod wpływem promieniowania słonecznego. Ta warstwa ozonu chroni żywe organizmy na Ziemi przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym ze Słońca. Skład stratosfery:
- zawiera gazy z troposfery, ale jest ich mniej
- inne obecne gazy: podtlenek azotu, metan i chlorofluorowęglowodory pochodzące z troposfery
- bardzo mało pary wodnej
- erupcje wulkaniczne na Ziemi wprowadzają związki siarczkowe, gazy halogenowe, takie jak chlorowodór i fluor oraz cząstki nieorganicznych związków krzemianowych i siarczanowych
Temperatura:
Temperatura w stratosferze waha się od minus 60 stopni Fahrenheita (ujemna 51 stopni) Celsjusza) na granicy troposfery do minus 5 stopni Fahrenheita (ujemne 15 stopni Celsjusza) przy szczyt. Wzrost temperatury wynika z warstwy ozonowej, która pochłania światło ultrafioletowe pochodzące z promieniowania słonecznego.
Mezosfera
Wysokość:
Mezosfera rozciąga się od granicy stratosfery do 53 mil (85 kilometrów) nad powierzchnią Ziemi. Zawiera najzimniejsze temperatury w ziemskiej atmosferze.
Kompozycja:
Skład mezosfery to coraz cieńsze gazy z warstw troposfery i stratosfery. Ponadto meteory odparowują w mezosferze, nadając jej wyższe stężenie jonów żelaza i innych metali.
Temperatura:
Temperatura waha się od minus 5 stopni Fahrenheita (ujemne 15 stopni Celsjusza) w granica stratosfery do minus 184 stopni Fahrenheita (ujemne 120 stopni Celsjusza) w górnej części granica.
Termosfera
Wysokość:
Od szczytu mezosfery termosfera rozciąga się na 311 do 621 mil (500 do 1000 kilometrów) nad powierzchnią Ziemi.
Kompozycja:
W warstwie termosfery można wykryć tylko śladowe ilości atmosfery (z troposfery). Wszelkie gazy dwutlenku węgla, które przyczyniają się do ocieplenia troposfery, powodują ochłodzenie termosfery, promieniując ciepło z powrotem w kosmos.
Naładowane cząstki z kosmosu, które zderzają się z atomami, tworząc zorzę polarną (światła zorzy polarnej) i aurora australis (światła południowe) znajdują się w warstwie termosfery.
Temperatura:
Temperatura waha się od minus 184 stopni Fahrenheita na górnej granicy mezosfery do 3600 stopni Fahrenheita (2 000 stopni Celsjusza) w pobliżu górnej granicy, gdy promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie ze słońca jest zaabsorbowany.
Egzosfera
Wysokość:
Egzosfera nie ma wyraźnej granicy, ponieważ stopniowo rozpuszcza się w przestrzeni kosmicznej. Niektórzy naukowcy umieszczają go na wysokości 62 000 mil (100 000 kilometrów) nad Ziemią.
Kompozycja:
Skład egzosfery jest rzadki, ponieważ atomy i cząsteczki powoli rozpraszają się w przestrzeni. Wewnątrz tej warstwy atomy wodoru rozpraszają promieniowanie ultrafioletowe, a poszczególne cząsteczki gazu są albo przyciągane z powrotem w kierunku Ziemi przez siły grawitacyjne, albo odlatują w kosmos.
Temperatura egzosfery:
Zakres temperatur egzosfery może sięgać nawet 2700 stopni Fahrenheita (1500 stopni Celsjusza) w najwyższej atmosferze, ponieważ rzadkie powietrze przepuszcza niewiele ciepła.