Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Solstråling
- Termosfære lufttrykk og varme
- Varme og mengde
- Effekter av termosfæren på romfart
Termosfæren er den høyeste delen av jordas atmosfære. Den starter omtrent 53 mil over havet og strekker seg til mellom 311 til 621 miles. Den eksakte omfanget av termosfæren varierer, ettersom den svulmer og trekker seg sammen basert på det nåværende nivået av solaktivitet. Termosfæren har en ekstrem lav tetthet og området for termosfertemperatur er overraskende varmt - mellom 932-3,632 ° F. Hva forårsaker disse ekstreme temperaturene?
TL; DR (for lang; ikke lest)
Flere termosfæreegenskaper bidrar til den varme temperaturen, spesielt direkte solstråling uten andre lag av atmosfæren over seg og lavtrykket i dette laget.
Solstråling
Kilden til termosfærenes varme er stråling som sendes ut av solen. Termosfæren absorberer mye av strålingen som Jorden mottar fra solen, og etterlater bare en brøkdel for å faktisk nå overflaten. Ultrafiolett stråling, synlig lys og høyenergi-stråling absorberes alle av termosfæren, noe som får de få tilstedeværende partikler til å varme opp betraktelig. Temperaturen i termosfæren svinger med hundrevis av grader mellom natt og dag, og enda mer vidt mellom maksimal- og minimumspunktene for solsyklusen.
Termosfære lufttrykk og varme
Termosfærens ekstremt lave trykk bidrar også til den høye temperaturen. Varme er definert av mengden energi som de individuelle molekylene i et materiale besitter. I en varm gass vil partiklene bevege seg mye raskere enn i en kald gass. Ved havnivå vil energiske partikler veldig raskt begynne å kollidere med andre partikler og miste energi ved hver kollisjon. Dette tapet av energi avkjøler gassen med mindre det stadig tilføres mer varme. Lavt trykk betyr at ikke mange partikler er i nærheten for å kollidere, noe som fører til tregere energitap. Dermed tar en lavtrykksgass mye mindre energi å varme enn en høytrykksgass.
Varme og mengde
Selv om termosfæren er ekstremt varm, betyr den lave tettheten at den ikke effektivt kan overføre den energien til gjenstander som beveger seg gjennom den. Den har høy varme, men lav mengde. Et kvikksølvtermometer suspendert i termosfæren ville lese en temperatur under frysing, da varmetapet ville overstige all energi de spredte partiklene i termosfæren kunne overføre til kvikksølvet. Det ligner i konseptet varmen som genereres av en stearinlysflamme, som er ekstremt varm på noen punkter i flammen, men ikke er i stand til å varme opp gjenstander mer enn noen få centimeter unna. Det produserer en høy temperatur, men en liten mengde varme.
Effekter av termosfæren på romfart
Den lave mengden av det varmebærende mediet til termosfæren frigjør gjenstander som reiser gjennom den, fra å bli betydelig påvirket av de høye temperaturene. Satellitter, astronauter og romfartøy opplever termosfæren som et veldig kaldt sted, da den enorme varmen fra termosfæren ikke effektivt kan overføres til faste gjenstander. Varmen assosiert med atmosfærisk gjeninnføring blir bidratt til av termosfæren, men dette er en effekt av friksjon i stedet for temperaturen i selve atmosfæren.