Termosfæreegenskaber, funktion og nordlys

3069
Sherman Hoover
Termosfæreegenskaber, funktion og nordlys

Det termosfæren Det er det fjerde af de 5 lag, hvor Jordens atmosfære er opdelt, så navngivet på grund af dens høje temperatur. Faktisk når temperaturen ekstreme værdier på termosfæren op til 2.482 ° C.

Det er placeret mellem mesosfæren og eksosfæren, mellem 80 og 700 km i højden, der dækker omkring 620 km. Selvom det har en sammensætning af gasser, der ligner den lavere atmosfære, er de tilstedeværende gasser i meget lav koncentration.

Illustration af den internationale rumstation, der er i termosfæren

Desuden blandes disse gasser ikke, men danner lag i henhold til deres molekylære masse, med den lettere ilt over og nitrogen under. På grund af denne lave gasdensitet er molekylerne så langt fra hinanden, at de ikke kan overføre varme eller lyd..

Hovedkarakteristikken ved termosfæren er dens tilstand som modtager af solenergi, fordi den fanger det meste af højenergistråling fra solen. Blandt disse ekstreme røntgenstråler og ultraviolette stråler fungerer det som et filter og forhindrer denne stråling fra overdreven opvarmning af solens planet.

Derudover stammer elektriske fænomener med auroraer eller bånd af farverige lys ved nordpolen (aurora borealis) og på sydpolen (aurora austral). I betragtning af dens generelle egenskaber, især dens stabilitet, er den internationale rumstation og de fleste satellitter placeret i termosfæren..

Artikelindeks

  • 1 Karakteristika for termosfæren
    • 1.1 Placering og omfang
    • 1.2 Sammensætning og densitet
    • 1.3 Temperatur
    • 1.4 Lyd
    • 1.5 Ionosfæren
  • 2 Termosfærens funktion
    • 2.1 Solstrålingsfilter
    • 2.2 Radiobølger
    • 2.3 Rumudstyr
    • 2.4 Guide stjerner
  • 3 nordlys eller polarlys
    • 3.1 Magnetosfæren og ionosfæren
    • 3.2 Interaktion
  • 4 Referencer

Termosfæreegenskaber

Situationen for termosfæren i Jordens atmosfære

Placering og udvidelse

Termosfæren er det fjerde lag identificeret i Jordens atmosfære fra planetens overflade. Det er placeret mellem 80 og 700 km i højden med mesosfæren under sig og eksosfæren over den..

Den dækker mellem 513 og 620 km i højden, og grænsen mellem mesosfæren og termosfæren kaldes en mesopause, og grænsen mellem termosfæren og eksosfæren kaldes en termopause..

Sammensætning og densitet

Ligesom den lavere atmosfære består termosfæren af ​​en række gasser, overvejende nitrogen (78%) og ilt (21%). Ud over argon (0,9%) og spor af mange andre gasser.

Imidlertid er koncentrationen af ​​disse gasser i termosfæren meget lavere end i troposfæren eller laget nær jorden. Faktisk er massen af ​​molekyler i termosfæren kun 0,002% af den samlede masse af atmosfæriske gasser..

Derfor er densiteten af ​​partikler af nitrogen, ilt eller ethvert andet element i termosfæren meget lav (der er meget plads mellem et molekyle og et andet). På den anden side fordeles disse gasser efter deres molekylære masse, i modsætning til de nedre lag af atmosfæren, hvor de blandes..

Så i termosfæren er ilt, helium og brint højere, fordi de er lettere. Mens de tungeste, såsom kvælstof, er placeret mod den nedre zone af termosfæren.

Derudover præsenterer termosfæren mellem 80 og 100 km et natriumlag på ca. 10 km tykt, der deles med den øvre del af mesosfæren..

Temperatur

På grund af dets udsættelse for direkte solstråling stiger temperaturen i termosfæren med højden. Således nås temperaturer på op til 4.500 grader Fahrenheit (ca. 2.482 ° C)..

Derfor er navnet dannet af præfikset termokande = varme, men på grund af den lave massefylde, der er til stede i termosfæren, kan varmen ikke diffundere. Dette skyldes, at varme er en energi, der overføres ved kontakt af et molekyle med et andet, og da de er i lav densitet, er deres transmission vanskelig..

Faktisk er gassens tæthed i termosfæren så lav, at meteoritter passerer gennem dette lag uden at brænde på trods af dets høje temperatur. Meteoritter brænder, når de trænger ind i mesosfæren, hvor der er større lufttæthed og friktion..

Lyd

I atmosfæren transmitteres lyd i dens nedre lag, men ikke i termosfæren, igen på grund af den lave massefylde. Dette sker, fordi lyd transmitteres, når luftmolekyler vibrerer og kolliderer med hinanden..

Som i termosfæren er molekylerne vidt adskilt fra hinanden, de kolliderer ikke, når de vibrerer, og lyden kan ikke bevæge sig.

Ionosfæren

Det er et meget aktivt lag, der overlapper mesosfæren, termosfæren og eksosfæren, hvis omfang varierer afhængigt af solenergi. Ionosfæren dannes, når gasserne i de tre nævnte lag ioniseres eller fyldes med energi på grund af effekten af ​​solstråling.

På grund af dette er ionosfæren undertiden mere eller mindre omfattende, men for det meste strækker den sig over termosfæren..

Termosfærefunktion

Termosfæren er det lag af atmosfæren, hvor magnetosfæren og ionosfæren interagerer og oplader molekyler elektrisk. Dette sker ved fotoionisering eller fotodissociation af ilt- og nitrogenmolekyler, der danner ioner.

Ioner er atomer med en elektrisk ladning, enten positive eller negative, og de tildeler termosfæren specielle egenskaber. På den anden side kondenserer termosfæren en stor del af solenergien, der når planeten.

Solstrålingsfilter

På trods af den lave densitet af gasser i dette lag fanger de en stor del af den energi, der modtages fra solen. Af denne grund stammer høje temperaturer fra termosfæren, hvilket reducerer opvarmningen af ​​jordoverfladen ud over at tage røntgenstråler og ekstrem ultraviolet stråling.

Radiobølger

Tilstedeværelsen af ​​et elektrisk ladet lag (ionosfæren) gør det muligt for radiobølger (kortbølge) at bryde, det vil sige at hoppe af termosfæren. På grund af dette kan radiobølger rejse overalt på planeten.

Rumgadgets

Termosfæren er, hvor rumstationen og mange satellitter med lav kredsløb er placeret på grund af dette lags relative stabilitet. Her er der blandt andet ingen friktion på grund af luftens lave tæthed, og radiobølger når dette atmosfæriske lag.

Vejledende stjerner

Astronomer skal have referencepunkter for at korrigere deres teleskopiske observationer på grund af den forvrængning, som atmosfæren forårsager i lyset. Til dette, når der er meget lyse stjerner, bruger de dem som reference, men disse typer stjerner er ikke særlig rigelige..

Derfor skaber de dem kunstigt ved at sende en laserstråle, der når det kolliderer med natriumlaget i termosfæren frembringer en flash (ledestjerne).

Nordlys eller polarlys

Nordlys. Kilde: Flickr-bruger: Gunnar Hildonen https://www.flickr.com/people/ [e-mailbeskyttet] / / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)

Auroraer er lyseffekter, der forekommer i den øvre atmosfære, både i termosfæren og i eksosfæren. Disse lysshow ses i polarområderne, idet de er nordlyset, hvis de sker i nordpolen og den sydlige nordlys i syd..

Disse lyseffekter er produceret af solstorme af den type, der kaldes koronal masseudstødning. I disse hændelser uddriver solen elektrificeret stråling og gasser ud i rummet, der interagerer med jordens magnetfelt..

Magnetosfæren og ionosfæren

Nordlys i Canterbury, New Zealand

Magnetosfæren er dannet af kollisionen mellem jordens magnetfelt, der går fra pol til pol, og solvinden, der beskytter jorden mod solstråling og partikler. Imidlertid kan en del af den elektrificerede energi og gasser trænge gennem jordens atmosfære gennem polerne..

Magnetosfæren strækker sig ind i termosfæren og eksosfæren på en sådan måde, at den interagerer med ionosfæren.

Interaktion

De små elektrificerede solpartikler når termosfæren langs de magnetiske linjer og kolliderer med ilt- og nitrogenatomer. Faktisk er det, hvad der danner ionosfæren, som er et energiladet lag, der producerer ioner (elektrisk ladede partikler).

Denne interaktion forårsager lysudladninger, hvis farver afhænger af det interagerende element og observeres som bølgende bånd af lys i rummet..

Hvis chokket er mellem ilt og elektrisk ladede partikler, er blinkene røde og grønne. Mens disse partikler kolliderer med nitrogenatomer, vil flashens farve være violet og blå..

Referencer

  1. Barlier F., Berger C., Falin J.L., Kockarts G., Thuillier G. (1978) En termosfærisk model baseret på satellit-trækdata. Annales de Geophysique.
  2. Doombos, E. (2012). Termosfærisk tæthed og vindbestemmelse fra satellitdynamik. Springer, Berlin, Heidelberg.
  3. Kasting, J.F. og Catling, D. (2003). Udvikling af en beboelig planet. Årlig gennemgang af astronomi og astrofysik.
  4. Quintero-Plaza, D. (2019). En kort historie om Jordens atmosfære. AEMET Vejrkalender.
  5. Sagan, C. og Mullen, G. (1972). Jorden og Mars: Udvikling af atmosfærer og overfladetemperaturer. Videnskab.

Endnu ingen kommentarer