Hvad forårsager Thermosphere at være så varmt?

Termosfæren er den højeste del af Jordens atmosfære. Det starter omkring 53 miles over havets overflade og strækker sig mellem 311 og 621 miles. Den præcise udstrækning af termosfæren varierer, da det svulmer og kontrakter baseret på det nuværende niveau af solaktivitet. Termosfæren har en ekstremt lav densitet og overraskende høje temperaturer - mellem 932-3,632 ° F. Hvad forårsager disse ekstreme temperaturer?

Solstråling

Kilden til termosfærens varme er stråling udsendt af solen. Termosfæren absorberer meget af den stråling, som jorden modtager fra solen, hvilket kun efterlader en brøkdel for faktisk at nå overfladen. Ultraviolet stråling, synligt lys og høj energi gamma stråling absorberes alle af termosfæren, hvilket får de få partikler til stede til at varme op betydeligt. Temperaturen i termosfæren varierer med hundredevis af grader mellem nat og dag, og endnu mere bredt mellem solens maksimale og minimale punkter.

Varme og tryk

Det ekstremt lave tryk på termosfæren bidrager også til dens høje temperatur. Varme defineres af mængden af ​​energi, der besidder af de enkelte molekyler af et materiale. I en varm gas vil partiklerne bevæge sig meget hurtigere end i en kølig gas. På havniveau vil energiske partikler meget hurtigt begynde at kollidere med andre partikler og miste energi ved hver kollision. Dette tab af energi afkøler gassen, medmindre mere varme bliver konstant tilsat. Lavt tryk betyder, at ikke mange partikler er rundt for at kollidere med, hvilket fører til langsommere energitab. Således tager en lavtryksgas meget mindre energi end en højtryksgas.

Varme og mængde

Selv om termosfæren er ekstremt varm, betyder dens lave densitet, at den ikke kan effektivt overføre denne energi til genstande, der bevæger sig gennem den. Det har høj varme, men lav mængde. Et kviksølvtermometer suspenderet i termosfæren ville læse en temperatur under frysning, da varmetab ville overskride nogen energi, kunne de spredte partikler af termosfæren overføre til kviksølv. Det er i lighed med den varme, der frembringes af en lysflamme, som er ekstremt varm på nogle steder inden i flammen, men er ikke i stand til at opvarme genstande mere end et par centimeter væk. Det producerer en høj temperatur, men en lav mængde varme.

Termosfærens effekter på rumrejser

Den lave mængde af termosfærens varmebærende medium frigør objekter, der rejser gennem det at blive påvirket væsentligt af de høje temperaturer. Satellitter, astronauter og rumfartøjer oplever termosfæren som et meget koldt sted, da termosfærens enorme varme ikke effektivt kan overføres til faste genstande. Varmen forbundet med atmosfærisk genindtrængning er bidraget til af termosfæren, men dette er en virkning af friktion i stedet for temperaturen i selve atmosfæren.