Kaj povzroča, da je termosfera tako vroča?

Termosfera je najvišji del Zemljine atmosfere. Začne se približno 53 milj nad morjem in se razteza med 311 in 621 miljami. Natančen obseg termosfere se spreminja, saj nabrekne in se skrči glede na trenutno stopnjo sončne aktivnosti. Termosfera ima izredno nizko gostoto in območje temperature termosfere je presenetljivo vroče - med 932-3,632 ° F. Kaj povzroča te ekstremne temperature?

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Številne značilnosti termosfere prispevajo k njeni vroči temperaturi, zlasti neposredno sončno sevanje brez drugih plasti ozračja nad seboj in nizek tlak te plasti.

Vir toplote termosfere je sevanje, ki ga oddaja sonce. Termosfera absorbira veliko sevanja, ki ga Zemlja prejme od sonca, tako da le delček dejansko doseže površino. Termosfera absorbira ultravijolično sevanje, vidno svetlobo in visokoenergijsko gama sevanje, zaradi česar se nekaj prisotnih delcev precej segreje. Temperatura termosfere med nočjo in dnevom niha za stotine stopinj, še bolj pa med najvišjo in najnižjo točko sončnega cikla.

K njeni visoki temperaturi prispeva tudi izredno nizek tlak termosfere. Toplota je opredeljena s količino energije, ki jo imajo posamezne molekule materiala. V toplem plinu se bodo delci gibali veliko hitreje kot v hladnem plinu. Na morski gladini bodo energijski delci zelo hitro začeli trčiti z drugimi delci in ob vsakem trku izgubljali energijo. Ta izguba energije hladi plin, razen če se stalno dodaja več toplote. Nizek tlak pomeni, da ni veliko delcev, s katerimi bi trčilo, kar vodi do počasnejše izgube energije. Tako nizkotlačni plin za ogrevanje porabi veliko manj energije kot visokotlačni plin.

Čeprav je termosfera izredno vroča, njena nizka gostota pomeni, da te energije ne more učinkovito prenašati na predmete, ki se po njej premikajo. Ima visoko toploto, vendar majhno količino. Živosrebrni termometer, obešen v termosferi, bi odkril temperaturo pod lediščem, kot toplotna izguba bi presegla vso energijo, ki bi jo razpršeni delci termosfere lahko prenašali v živo srebro. Koncept je podoben toploti, ki jo ustvarja plamen sveče, ki je na nekaterih točkah plamena izredno vroč, vendar ne more ogrevati predmetov, oddaljenih več kot nekaj centimetrov. Proizvaja visoko temperaturo, a majhno količino toplote.

Majhna količina toplotnega medija termosfere osvobodi predmete, ki potujejo skozi njo, pred visokimi temperaturami. Sateliti, astronavti in vesoljska plovila doživljajo termosfero kot zelo hladno mesto, saj izjemne toplote termosfere ni mogoče učinkovito prenesti na trdne predmete. Na toploto, povezano z vstopom atmosfere, prispeva termosfera, vendar je to prej učinek trenja kot temperatura same atmosfere.