La termosfera è la sezione più alta dell'atmosfera terrestre. Inizia a circa 53 miglia sopra il livello del mare e si estende tra 311 e 621 miglia. L'estensione esatta della termosfera varia, poiché si gonfia e si contrae in base al livello attuale dell'attività solare. La termosfera ha una densità estremamente bassa e temperature sorprendentemente alte - tra 932-3,632 ° F. Quali sono le cause di queste temperature estreme?
Radiazione solare
La fonte del calore della termosfera è la radiazione emessa da il Sole. La termosfera assorbe gran parte della radiazione che la Terra riceve dal sole, lasciando solo una frazione per raggiungere effettivamente la superficie. La radiazione ultravioletta, la luce visibile e le radiazioni gamma ad alta energia sono tutte assorbite dalla termosfera, il che fa sì che le poche particelle presenti si scaldino considerevolmente. La temperatura della termosfera fluttua di centinaia di gradi tra la notte e il giorno, e ancora più ampiamente tra i punti massimo e minimo del ciclo solare.
Calore e pressione
La pressione estremamente bassa di la termosfera contribuisce anche alla sua alta temperatura. Il calore è definito dalla quantità di energia posseduta dalle singole molecole di un materiale. In un gas caldo, le particelle si muoveranno molto più rapidamente che in un gas freddo. A livello del mare, le particelle energetiche inizieranno rapidamente a scontrarsi con altre particelle, perdendo energia ad ogni collisione. Questa perdita di energia raffredda il gas a meno che non venga aggiunto più calore. Bassa pressione significa che non ci sono molte particelle intorno a cui scontrarsi, il che porta a una perdita di energia più lenta. Quindi, un gas a bassa pressione richiede molto meno energia per riscaldare rispetto a un gas ad alta pressione.
Calore e quantità
Anche se la termosfera è estremamente calda, la sua bassa densità significa che non può trasmettere efficientemente quell'energia agli oggetti che si muovono attraverso di essa. Ha calore elevato, ma bassa quantità. Un termometro a mercurio sospeso all'interno della termosfera avrebbe rilevato una temperatura al di sotto del punto di congelamento, poiché la perdita di calore avrebbe superato qualsiasi energia che le particelle disperse della termosfera potrebbero trasmettere al mercurio. È simile nel concetto al calore generato da una fiamma di una candela, che è estremamente calda in alcuni punti all'interno della fiamma ma non è in grado di riscaldare oggetti a più di pochi centimetri di distanza. Sta producendo una temperatura elevata, ma una bassa quantità di calore.
Effetti della termosfera sui viaggi nello spazio
La bassa quantità del mezzo termosifone della termosfera libera gli oggetti che la attraversano da essere significativamente influenzato dalle alte temperature. Satelliti, astronauti e astronavi sperimentano la termosfera come un luogo molto freddo, poiché il tremendo calore della termosfera non può essere trasferito in modo efficiente agli oggetti solidi. Il calore associato al rientro atmosferico è contribuito dalla termosfera, ma questo è un effetto di attrito piuttosto che la temperatura dell'atmosfera stessa.
