Dışarıda açık bir günde baktığımızda mükemmel bir mavi gökyüzü görürüz. Ama sözde söylendiği gibi, “Görünüş aldatıcı olabilir”. Ve atmosferimiz için durum böyledir. Aslında atmosfer, her biri kendine has özelliklere sahip birkaç katmandan oluşur.
Daha doğrusu atmosfer 5 farklı katmandan oluşur. Her zaman olduğu gibi, hava durumu ile ilgili her şeyde olduğu gibi, bir veya daha fazla “kafa karıştırıcı” terim de eklendi. Belli ki kafanı karıştırmak ve işleri daha ilginç hale getirmek için yapıldı.
Endeavour Uzay Mekiği Dünyanın Farklı Katmanlarının Zeminine Karşı
2011’de Dünyanın Farklı Katmanlarının Arka Planına Karşı Resmedilen Uzay Mekiği Endeavour
Troposfer
Stratosfer
Mezosfer
Termosfer
Exosphere
Dünya atmosferini oluşturan bu 5 katmana da derinlemesine bir göz atacağız ve her türlü ek “kafa karıştırıcı” terimi ve fenomeni açıklayacağız. (Geçerli nedenlerle dahil edilmişler ve sizi şaşırtmaması ve işleri karmaşıklaştırmaması için söz veriyorum.)
Her bir katmana girmeden önce size genel bir resim vermek için, istediğiniz zaman yönünüzü belirlemenize yardımcı olmak için, tüm katmanlarıyla birlikte atmosferin bir diyagramını ekledim.
Atmosferin Şeması
Atmosferin Şeması ve 5 Katmanı
Troposfer
Troposfer, biz insanlar için tartışmasız en önemli katmandır. Bu, hepimizin içinde yaşadığımız katman ve aynı zamanda diğer tüm yaşam biçimlerini de destekleyen katmandır. Aynı zamanda, neredeyse tüm hava koşullarının meydana geldiği tabakadır.
Troposfer
Troposferin Kompozisyonu
Troposferdeki hava, tüm yaşam biçimlerinin var olması için gerekli tüm unsurları içerir. Aynı zamanda gezegendeki büyük çoğunluk su buharını da içerir. (Atmosferdeki diğer tüm katmanların birleşiminden daha fazlası.)
Daha fazla olmak için daha iyi bir resim elde etmek için, troposferdeki havayı oluşturan belirli unsurlara daha yakından bakalım:
Azot (% 78.08)
Oksijen (% 20.95)
Argon (% 0,93)
Karbondioksit (% 0.04)
Çeşitli Küçük Gazlar
Bu unsurların her biri, dünyadaki yaşamın varlığını ve büyümesini desteklemeye elverişli bir atmosfer yaratmada önemli bir rol oynar. (Bu, küresel ısınmadaki hızlı artışından dolayı çok kötü bir üne sahip olan karbondioksiti de içerir . Aslında bitki yaşamının hayatta kalmasında hayati bir rol oynar.)
Daha önce de bahsettiğim gibi, troposfer ayrıca diğer tüm katmanların birleşiminden daha fazla su buharı içerir. Daha kesin olmak gerekirse, tüm su buharının% 99’u troposferde yoğunlaşmıştır.
Suyun önemi ve avantajları ayrıntılara girilemeyecek kadar fazladır. İnsanlar ( sonuçta vücudumuzun% 60’ı sudan oluşur) ve hayvan yaşamı için hayati bir hidrasyon kaynağıdır . Tüm bitki örtüsünün büyümesi ve gelişmesi de çok önemlidir.
su ve hava
Su aynı zamanda dünya çapında sıcaklıkların düzenlenmesinde de önemli bir rol oynar. Suyun bu yönü, küresel ölçekte hava sistemlerini oluşturmak ve düzenlemek olan en önemli işlevlerinden biri ile yakından ilgilidir. Su olmadan, herhangi bir önemli biçimde havanın meydana gelmesi imkansız olacaktır.
Troposferdeki sıcaklık ve hava basıncı davranışının önemini de asla gözden kaçırmamalıyız. Her ikisi de, dünya yüzeyinin üzerindeki yükseklik arttıkça sabit bir düşüş gösterir.
Dünya aşağıdan yukarıya doğru ısınır. Güneş, en yüksek sıcaklıkların bulunabileceği dünya yüzeyini ısıtır. Daha sonra yüksekliği arttıkça soğumaya başlar. Sıcaklık düşmeye devam ediyor ve troposferin üst sınırında -55 ° Celsius (-64 ° Fahrenheit) kadar düşük sıcaklıklara ulaşıyor.
Benzer şekilde, yerçekimi kuvvetlerinin en güçlü olduğu gezegenin yüzeyinde hava basıncı en yüksek seviyededir. Havadaki parçacıklar birbirine yaklaştıkça hava çok daha yoğun hale gelir.
Havanın yüksekliği arttıkça yerçekimi kuvvetleri azalır ve hava yoğunluğu düşmeye başlar. Troposferin üst kısımlarında hava o kadar incedir ki nefes almak neredeyse imkansız hale gelir. (Bu, yüksek dağlara tırmanan dağcıların nefes almak için genellikle bir çeşit solunum cihazına ihtiyaç duymasının nedenidir.)
Troposferin Özellikleri
Troposfer, gezegenin yüzeyinden başlayarak ortalama 7-12 km (4-7 mil) yüksekliğe ulaşır. Bu yükseklik yine de sabit değildir ve dünyadaki konumunuza bağlı olarak değişir.
Troposfer, tropiklerin üzerinde en yüksektir (ekvatorda 20 km veya 12 mil yüksekliğe ulaşır) . Kutup bölgelerinde, en düşük noktasına (7 km veya 4 mil kadar düşük) ulaşır .
Troposferin yüksekliği, troposferi doğrudan etkileyen sıcaklık farkının bir sonucu olarak mevsimden mevsime de değişir. Bu, orta enlemlerde en çok kış ve yaz aylarında görülür.
Yaz aylarında yükselen sıcaklıklar havanın genişlemesine ve bu da troposferin yüksekliğinin artmasına neden olur. Kış aylarında, daha düşük sıcaklıklar havanın büzülmesine ve daha yoğun hale gelmesine neden olarak troposferin yüksekliğinin azalmasına neden olur.
Troposferin tepesinde, tropopoz adı verilen ince bir katman bulacaksınız. Bu katman, troposfer ile stratosferin en alt kısmı arasındaki sınırı oluşturur.
Çoğu zaman, büyük bir fırtına bulutunun tepesinin düzleştiğini ve ona tanıdık örs şeklini verdiğini göreceksiniz. Bunun nedeni, fırtına bulutundaki yükselişlerin tropopoza ve stratosferin hava sıcaklığının altındaki havadan daha sıcak olduğu alt kısımlarına çarpmasıdır.
Sonuç olarak, bulut yüksekliği daha fazla genişleyemez ve 2 katman arasındaki sınırda yatay olarak genişlemeye başlar.
Troposferin Önemi
Hepimiz tüm varlığımızı bu gezegende troposferde geçireceğiz. (Gezegenler arası seyahat ve kolonizasyonun önümüzdeki birkaç yüzyıl içinde mümkün ve uygulanabilir hale gelmesi dışında tabii ki. Son yarım yüzyıldaki uzay keşif girişimlerinin ilerleme hızına bakarsam, bazı nedenlerden dolayı ciddi olarak şüphe duyduğum bir şey.)
astronot
Ve hayır, ticari pilotlar ve astronotlar yaşamlarının bir kısmını troposfer dışında geçirdikleri için sayılmaz. Bunun da ötesinde, bu zaman periyodu troposferinkini taklit eden yapay olarak yaratılmış bir ortamda geçirilir. Başka bir deyişle, teknik olarak hala troposferdedirler.
Troposferin bu kadar önemli olmasının nedeni, dünyadaki yaşamın var olmasını mümkün kılan tüm yaşamsal unsurları içermesidir. Bunu önceki bölümde zaten ele almıştım, ancak neden bu kadar önemli olduğunu özetlemeye değer.
Troposferin yeryüzünde yaşamı mümkün kılan en önemli 2 yönü:
1) Gerekli Gazlar
Troposferin oluşturduğu birincil gazlardan daha önce bahsetmiştim. (Azot, oksijen, argon ve karbondioksit.) Ayrıca neon, helyum, metan, kripton, hidrojen ve doğal olmayan su buharının eser elementlerini içerir.
Tüm bu gazlar bizi hayatta tutmada önemli bir rol oynuyor. Oksijen nefes almamızı sağlar ve karbondioksit bitki yaşamı için gereklidir. Diğer tüm gazların, organik ve inorganik nesnelerin bu kadar çok biçiminin oluşumunda, korunmasında ve korunmasında rol oynayacakları, sadece birkaç işlevden bahsedecek olursak.
2) Hava
Hava, dünya üzerinde yaşamın var olması kadar önemlidir. Doğal olarak% 99’u troposferde bulunan su buharı gerektirir.
Havanın avantajları açık olmalı, ancak işte birkaç örnek:
Yaratır Mevsimler: Mevsimler (kış, ilkbahar, yaz, sonbahar) gezegenin sıcaklığını, yağışını ve hava hareketini düzenlemeye ve dengelemeye yardımcı olduğu için bu önemlidir .
Yağış Sağlar: Bu sadece su kütlelerini dolu tutarak insan ve hayvan yaşamını sulu tutmak için değil, aynı zamanda bitki örtüsünün (tarım sektöründeki mahsuller dahil) büyümesini sağlayan toprağı nemlendirmek için de önemlidir .
Rüzgarların Oluşumu: Bu, havanın genellikle gözden kaçan bir avantajıdır. Her şeyden önce rüzgarlar, hava sistemlerini gezegen yüzeyinin üzerinde hareket ettirmekten sorumludur. Modern dünyamızda rüzgârın ikinci çok önemli işlevi, “arındırıcı” etkisidir. Güçlü rüzgarlar, havada belirli konumların üzerinde oluşmuş olabilecek kirliliklerin temizlenmesinden sorumludur. Bu, bir yanardağın üzerindeki volkanik bulut parçacıkları, kıyı bölgelerindeki yoğun sis, kentsel alanlarda biriken duman ve dumanı içerir.
Troposfer ne kadar önemli ve kritik olsa da, kendi başına işleyemez. Düzgün çalışması için atmosferdeki diğer katmanlara ihtiyaç duyar. Atmosferin ikinci katmanına geçme zamanı.
Stratosfer
Stratosfer, troposferin hemen üzerinde yer alır ve ondan yalnızca her iki katmanın bir karışımını içeren tropopoz adı verilen ince bir geçiş tabakası ile ayrılır.
Stratosfer
Stratosferin Kompozisyonu
Stratosfer, troposferde bulunan elementlerin çok azını içerir. Çoğunluğu güneş ışığı ile parçalanır veya yağmur yoluyla gezegenin yüzeyine geri çöker.
Sıcaklığın ters çevrilmesi troposfer ile stratosfer arasında gerçekleşir. (Yükseklik ile sıcaklıkta bir artış.) Bu aynı zamanda 2 tabaka arasında hava değişimini neredeyse imkansız hale getirmeye de katkıda bulunur.
Şimdiye kadar mevcut en önemli element ozondur. Stratosfer, tüm katmanların en büyük ozon konsantrasyonunu içerir.
Havada ve bulutlarda bulunan su troposferde hapsolduğu için stratosferde hava aşırı derecede kurudur . (Daha önce bahsedildiği gibi 2 katman arasında neredeyse hiç hava değişimi olmadan.) Bu, temelde stratosferden hiçbir şekilde çökelme meydana gelmediği anlamına gelir.
Yükseklik arttıkça hava yoğunluğu azalmaya devam ediyor ve stratosferdeki havanın deniz seviyesinden yaklaşık 1000 kat daha ince olmasına neden oluyor.
Stratosferin Özellikleri
Stratosfer, troposferin hemen üzerinde bir yükseklikte başlar ve dünya yüzeyinden 50 km (30 mil) kadar yükseğe ulaşır .
Büyük fırtına bulutları (kümülonimbus bulutları içeren süper hücreler şeklinde) ara sıra tropopozu delip stratosferin alt kısımlarına ulaşmasına rağmen , stratosferde neredeyse hiç hava oluşmaz .
Sıcaklık Ters Çevirme
Stratosferin temel özelliklerinden biri, sıcaklığın tersine çevrilmesi adı verilen bir oluşumdur .
Sıcaklığın tersine çevrilmesi , dünya yüzeyinin üzerindeki yükseklik arttıkça sıcaklık yükseldiğinde meydana gelir. (Bu, troposferdeki hava sıcaklığı ile olanın tam tersidir.)
Troposferin hemen üzerinde ortalama -51 ° C (-60 ° Fahrenheit) sıcaklıkla başlayarak , mezosfere yakın ortalama -15 ° Celsius’a (5 ° Fahrenheit) ulaşarak sıcaklığı artmaya başlar .
Stratosferin en önemli işlevlerinden biri, stratosferdeki çok önemli ozon tabakasının varlığıdır. Bu ozon tabakası, dünyayı güneşin zararlı ultraviyole ışınlarından korur.
Ozon tabakasının bizi nasıl koruduğunu açıklamanın çok basit bir yolu, ozon tabakasını devasa bir filtre olarak görmektir. Daha tehlikeli kısa dalga UVB ve UVC radyasyonunu emerken daha az zararlı uzun dalga UVA radyasyonuna izin verir. Bu, “ozon-oksijen döngüsü” adı verilen bir işlemle yapılır.
Ozon tabakası ün kazandı ve birkaç on yıl önce Antarktika üzerinde tabakada bir delik keşfedildiğinde ön plana çıktı. Ozon incelmesi adı verilen bir işlemle, stratosferde büyük miktarlarda ozon azaldı.
Esas olarak, o sırada buzdolaplarında ve klimalarda yaygın olarak kullanılan CFC gazlarından kaynaklanıyordu. CFC gazlarının kullanımına uluslararası bir yasak getirildi ve o zamandan beri ozon tabakası önemli bir iyileşme sağladı.
(İlginç bir kayda göre, ozon tabakası dünyayı güneşin zararlı UV radyasyonundan korumak için gerekli olduğu için aslında biz insanlar için oldukça zararlıdır. Solunduğunda çeşitli solunum problemlerine neden olabilir ve ciğerlerinize kalıcı olarak zarar verebilir.)
Stratosferin Önemi
Stratosferin açık farkla en önemli özelliği, dünyadaki tüm yaşam için hayati önem taşıyan ozon tabakasını içermesidir. (Daha önce tartışılmış ve açıklanmıştır, bu nedenle önemini tekrar açıklamaya gerek yoktur.)
Ozon tabakasının durumu o kadar önemlidir ki , ozon seviyelerini ölçmek için hava balonları düzenli olarak gönderilir. Hava balonları stratosfere ulaşma yeteneğine sahiptir ve ayrıca dünya çapında çeşitli bölgelerden fırlatılabilir.
Arktik Bölgelerdeki ozon tabakasının okumaları özellikle önemlidir. Bunun nedeni, ozon tabakasındaki deliğin ilk olarak Antarktika üzerinde keşfedilmiş olmasıdır. Stratosfer, kutup bölgeleri üzerinde en düşük seviyededir.
Tstratosfer ayrıca bir bariyer veya tutma katmanı görevi görür. Su buharı da dahil olmak üzere havadaki önemli elementleri troposferle sınırlar.
Stratosferdeki uçak
Jet uçakları, stratosferin bazı özelliklerini iyi bir şekilde kullanır. Aşağı stratosferde seyir irtifalarında 2 nedenden dolayı uçarlar.
Neredeyse tüm havanın troposferle sınırlı olması gerçeği, uçakların stratosferdeki havanın üzerinde uçmasına izin vererek türbülans ve süreçteki olası hasarı önler.
Alt stratosferde, hava aynı zamanda troposferdekinden çok daha incedir ve uçakların çok daha az dirençle havada uçmalarına izin verir. Bu süreçte, uçağın menzilini de genişletebilecek önemli miktarda yakıt tasarrufu sağlar.
Stratopoz adı verilen ince bir tabaka, stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırı oluşturur. İlginç bir şekilde, bu ince tabakanın içinde sıcaklık maksimumdur. Sıcak ve çok kuru havanın birleşimi, stratopozda bulut oluşumunu (ve bu konuda her türlü hava koşulunu ) pratikte imkansız hale getirir.
Mezosfer
Mezosfer , stratosferin hemen üzerinde bulunabilir. Ondan sadece, 2 katman arasında bir sınır görevi gören stratopoz adı verilen ince bir hava tabakası ile ayrılır . (Tropopozun troposfer ile stratosfer arasındaki sınırı oluşturmasına çok benzer.)
Yüksekliği nispeten erişilmez kılan bilim adamları, mezosfer hakkında, havanın yüzeyine daha yakın olan diğer katmanlardan çok daha az şey biliyorlar.
mezosfer yapısı
Mezosferin Kompozisyonu
Mezosferde göktaşlarının çoğu yandığından , oldukça yüksek konsantrasyonlarda demir ve metal atomları içerir. (Gece gökyüzünde gözlemlediğiniz kayan yıldızlar, mezosferde yanarken buharlaşan meteorlardır.)
Mezosfer, troposferde ve stratosferde bulunabilen aynı yüzdelerde gaz içerir. Hava o kadar düşük yoğunluktadır ki, mezosferde bulunan gerçek gaz miktarı, troposferde bulunanların sadece bir kısmıdır.
Yükseklik arttıkça su buharı da azalmaya devam ediyor. Mezosferde bulunan su buharı miktarı o kadar az ki, temelde önemsiz.
Ozon, mezosferde bol miktarda bulunabilen tek elementtir. Ozon tabakasının stratosferde bulunabilmesine rağmen , genel olarak mezosfer, altındaki tabakalardan daha fazla ozon içerir.
Mezosferin Özellikleri
Stratosfer , stratosferin hemen üzerinde 50 km (30 mil) yükseklikte başlar ve dünya yüzeyinden 85 km (53 mil) yüksekliğe kadar ulaşır .
Troposfer gibi, mezosferdeki sıcaklık da yeryüzünün üzerindeki yükseklik arttıkça azalır. (Stratosferde olduğu gibi sıcaklık dönüşümü gerçekleşmez.) Mezosferin tepesine yakın sıcaklık, -90 ° Celsius’a (-130 ° Fahrenheit) düşebilir ve bu da onu en düşük sıcaklıklardan bazılarının bulunduğu bölge yapar. atmosfer.
gece bulutları
Hava, tüm niyet ve amaçlar için mezosferde mevcut olmadığından , bazen 80 km (50 mil) yükseklikte gece bulutları şeklinde ilginç bir fenomen bulunabilir .
Buz kristallerinden oluşan bu kristaller, gün batımından yaklaşık 2 saat sonra dünyadan muhteşem bir görüntü sağlar. Bu yazıda bu nadir fenomen hakkında daha fazla bilgi bulabilirsiniz .
Mezosferin dinamik bir özelliği, bölgesel rüzgarlar, atmosferik gelgitler, yerçekimi dalgaları ve gezegen dalgalarının varlığıdır. Bu dalgalar troposferde başlar ve sonunda mezosfere yayılır.
Mezosferde, dalgalar / gelgitler kararsız hale gelir ve bu süreçte ivme yaratarak dağılır. Küresel dolaşımı büyük ölçüde yönlendiren bu ivmedir.
Mezosferin Önemi
Mezosfer, dünya atmosferinin başka bir koruyucu tabakası olarak görülebilir. Bizi korumaya yardımcı olduğu iki belirli “tehlike” vardır. Her ikisinden de zaten bahsedildi, ancak vurgulanması gerekiyor.
Daha önce de bahsettiğim gibi, mezosferde çeşitli boyutlarda göktaşları yanar. Her yıl bir otomobil büyüklüğünde bir göktaşının mezosfere girip buharlaştığı tahmin edilmektedir. (25 metreden (82 fit) daha küçük uzay kayaları, dünya yüzeyine ulaşamadan bu katmanda buharlaştırılır.)
Şimdi, mezosferin bizi göktaşlarından korumadığını ve bir meteor yağmurunun çarptığını ve 20 metre büyüklüğünde yüzlerce kayanın süpersonik hızlarda dünya yüzeyine ulaştığını hayal edin.
Londra veya New York gibi bir şehrin bu büyüklükteki meteorlarla bombalandıktan sonra nasıl görüneceğini açıklamama gerek yok. (Mezosfer için olmasaydı gerçekte neler olabileceğine dair oldukça gerçekçi bir resim çizen “Armageddon” gibi felaket filmlerini hepimiz görmüşüzdür.)
Mezosferin bizi koruduğu ikinci tehlike, güneşin ultraviyole ışınlarıdır. (Hayır, sadece stratosferdeki ozon tabakası değildir.) Mezosferdeki ozon ve moleküler oksijen kombinasyonu, bizi değişen dalga boylarına sahip güneş radyasyonundan korur .
Dolayısıyla, mezosfer hakkında çok az şey bildiğimiz kadar, dünya atmosferinin yapısında hayati bir rol oynadığını anlayacak kadar da biliyoruz.
Troposfer ve stratosferde olduğu gibi, mezosferi termosferden küçük bir sınır ayırır. Mezopoz, 2 katman arasındaki sınırı oluşturur.
Mezopozda karbondioksitin soğutma etkisiyle birleşen güneş radyasyonunun görece yokluğu, onu -100 ° Celsius’a (-148 ° Fahrenheit) kadar düşen sıcaklıklarla dünyadaki en soğuk bölge yapar .
Ama bitirmekten çok uzağız. Mezosferin üzerinde incelenmesi gereken bir katman daha var …
Termosfer
Termosfer (bazen İyonosfer olarak da adlandırılır) , mezosfer ile ekzosfer arasında yer alır. Mezosferden sadece mezopoz adı verilen ince bir tabaka ile ayrılır.
İnsan açısından bakıldığında, termosfer oldukça popüler ve sonuç olarak yoğun bir yer. Uluslararası Uzay İstasyonu’na ve yaklaşık 800 aktif uyduya ev sahipliği yapıyor .
Bu ders dışı, termosferde dünyanın yörüngesinde dönen uzay molozu şeklindeki binlerce çöp parçasını içermez. (Evet, sadece gezegenimizi çöplerle doldurmuyoruz, aynı zamanda üstümüzdeki boşluğu ve uzayın çok önemli bir bölümünü dolduruyoruz).
Termosfer Şeması
Termosferin Bileşimi
Hava son derece incedir (neredeyse sıfır miktarda hava yoğunluğu ile) ve yerçekimi mezosferde neredeyse hiç yoktur. Havanın özellikleri, sonuç olarak uzay boşluğuna çok benzer.
Birçok tanımla uzayın dünyanın 100 km (62 mil) üzerinde başladığı görüldüğünden, termosferin birçok çevrede uzayın bir parçası olarak görülmesi şaşırtıcı değildir.
Termosferde bulunan küçük hava esas olarak helyum, atomik nitrojen ve atomik oksijenden oluşur.
Ultraviyole radyasyon moleküllerin fotoiyonizasyonuna neden olduğunda termosferde iyonlar da oluşur. (Bu işlem, termosferlere yayılan ve mezosfer ve ekzosferin bazı kısımlarına uzanan iyonosferde gerçekleşir.)
Termosferin Özellikleri
Termosfer, yaklaşık 90 km (56 mil) yükseklikte başlar ve 500 – 1000 km (311 ila 621 mil) arasındaki yüksekliklere kadar uzanır . Bu, termosferi diğer tüm katmanların birleşiminden daha kalın hale getirir.
Termosferin temel özelliklerinden biri, bu katmanda meydana gelen son derece yüksek sıcaklıklardır ( katmanın adından da anlaşılacağı gibi) . Yaklaşık 2000 ° Celsius’a (3632 ° Fahrenheit) ulaşan sıcaklıklarla termosfer, atmosferdeki tüm katmanların en sıcak olanıdır.
Yine de sıcaklık sabit değil. Gece ve gündüz arasında ortalama 200 ° C (360 ° Fahrenheit) fark oluşabilir. Güneş radyasyonunun miktarı da sıcaklık üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir ve radyasyon miktarına bağlı olarak 500 ° Celsius (900 ° Fahrenheit) kadar değişime neden olur.
İronik olarak, bu aşırı yüksek sıcaklıkları hissedemeyeceksiniz. Hava o kadar ince olduğundan, temelde bir vakumu andırdığından, havada ısıyı iletecek parçacıklar / atomlar yoktur.
Bu eksik iletkenliğin bir sonucu olarak, aslında soğuk havalar yaşayacaksınız. Özellikle geceleri çok sık 0 ° Celsius’un (32 ° Fahrenheit) altına düşer .
Aurora borealis
Muhteşem Aurora Borealis (Kuzey ve Güney Işıkları) termosferde gerçekleşir. Aurora Borealis, güneşten gelen yüklü parçacıkların termosferdeki gaz parçacıklarıyla çarpışmasının bir sonucudur. Bu, Kuzey Yarımküre’deki insanların çok aşina olduğu renkli ışık gösterisine neden oluyor. (Yeşil, oluşturulan en yaygın renklerden biridir.)
Termosferin Önemi
Termosferin, biri çok faydalı bir yan etki olmak üzere başlıca 3 büyük faydası vardır.
1) Güneş Radyasyonuna Karşı Koruma
Güneşin X ışınlarının çoğunu ve aşırı ultraviyole radyasyonu emerek dünyadaki tüm yaşamı destekler ve korur. Güneş radyasyonunun azalmasının bir yan ürünü, iyonosferin yaratılmasıdır.
İyonosfer, termosferde oluşan büyük miktarda iyonun doğrudan bir sonucudur. X ışınları ve UV radyasyonu gaz molekülleri ile çarpıştığında, bazı elektronlar elektrik yüklü iyonlar oluşturmak için serbest kalırlar. Yan fayda burada yatıyor …
2) İyonosferin Oluşumu
İyonosferin en büyük yararı, uzun mesafeli radyo iletişimini mümkün kılma yeteneğidir.
Uydu ve diğer kablosuz iletişim biçimleri ortaya çıkmadan önce, radyo dalgaları uzun mesafelerde iletişim kurmanın tek yoluydu. İletişim kurmak için “görüş hattı” gerektirdiğinden, radyo dalgaları dünyanın doğal eğriliği ile sınırlıdır.
Radyo operatörleri daha sonra iyonosferin benzersiz özelliklerini keşfettiler. Elektrik yüklü iyonlar, radyo dalgaları için dev bir ayna görevi görür. Bu basitçe, radyo dalgalarının artık iyonosferden sekerek büyük mesafelere gidebileceği anlamına geliyor.
(Hala sınırlamalar vardır ve çoğu durumda radyo dalgalarının kullanımının yerini dijital iletişim biçimleri almıştır, ancak yine de çok önemli ve konuyla ilgili olmaya devam etmektedir.)
3) Uzay Kullanımı ve Keşfi İçin İdeal Ortam
Daha önce de belirtildiği gibi, termosfer ISS’ye (Uluslararası Uzay İstasyonu) ve dünyanın çevresinde dönen neredeyse bin aktif düşük yörüngeli uyduya ev sahipliği yapıyor.
Termosferin konumu ve çevresi, nesneleri uzayda kalıcı (veya yarı kalıcı) bir yörüngeye koyabilmemizi ideal kılar.
Uluslararası Uzay istasyonu
Yerçekiminin bir uzay aracı üzerinde çok az etkiye sahip olması için yeterince yüksek, ancak yine de termosfere ulaşmak için daha az güçlü roketler kullanacak kadar dünya yüzeyine yeterince yakın. Bu, alanın avantajlarını kullanmayı çok daha uygun ve ekonomik olarak uygun hale getirir.
(Bir uzay aracının dünya atmosferinden tamamen kurtulabilmesi ve uzaya gidebilmesi için, uyduların fırlatılması ve bakımını yapamayacak kadar pahalı olacak çok daha güçlü roketlere ve NASA’nın Uzay Mekiği Programına ekonomik olarak uygulanabilir olması gerekir)
Gelecekte, termosferde derin uzay araştırmaları için fırlatma rampaları görevi görecek platformlar inşa edilebilir. Termosfer, özellikle uzay arenasına giren özel sektör şirketlerinin sayısının artmasıyla gerçekten sonsuz olanaklar sağlıyor.
Altındaki tüm katmanlar gibi, termosfer de üstündeki ekzosferden ince bir katmanla ayrılır. Termopoz, altında atmosferin alınan yalıtım üzerinde aktif olarak görülebildiği son katmanı oluşturur. Bu, esas olarak tek atomlu oksijen gibi daha ağır gazların varlığından kaynaklanmaktadır.
Termopozun üstünde, atmosferin beşinci ve son katmanını, atmosferin gerçekten uzaya dönüştüğü noktayı bulacaksınız …
Exosphere
Ödülü atmosferimizin en üst katmanı olarak almak ekzosferdir. Küçük bir miktar hidrojen ve birbirinden çok uzaklaşan birkaç atmosferik gaz partikülü dışında tüm maddelerden yoksundur.
Tüm niyet ve amaçlar için, mekanın tüm özelliklerine sahip olan ve atmosferik katmanların neredeyse hiçbirine sahip olmayan katman olarak kabul edilebilir.
Bu katman, dünya atmosferinde bu kadar hayati bir rol oynamayabilir, ancak yine de geçerlidir.
Exosphere Şeması
Ekzosferin Bileşimi
Daha önce de belirttiğim gibi, ekzosfer neredeyse tamamen herhangi bir madde ve atmosfer gazından yoksundur. Bu, ekzosferin bileşiminin, uzay boşluğuna çok benzemesini sağlar. Diğer herhangi bir atmosferik katmandan daha fazla.
Esasen erişilemezliği ve sonuç olarak yapılabilecek çok az araştırma nedeniyle, ekzosferin kesin yapısı hakkında çok az şey bilinmektedir.
Ekzosferde herhangi bir önemli sayıda bulunabilen tek element helyum ve hidrojendir. Bununla birlikte, o kadar geniş bir alana dağılmışlardır ki, varlıklarının gerçek bir önemi veya ilgisi yoktur.
Ekzosferin Özellikleri
Ekzosfer, termosferin (ve termopozun) hemen üzerinde 500 km (310 mil) yükseklikte başlar ve yaklaşık 10000 km (6200 mil) yüksekliğe kadar uzanır .
Sıcaklıklar genellikle çok soğuk ve sabittir. Direkt güneş ışığında, çok sıcak olabilir ve gölgede olsa da dondurucu soğuk olabilir. (Aşırı sıcaklıkları ve genel olarak algılanan soğuk koşulları açıklayan, ısıyı veya soğuğu iletecek parçacık yoktur.)
Sonuç olarak, sıcaklıklar 0 ° Celsius’tan (32 ° Fahrenheit) 1700 ° Celsius’a (3092 ° Fahrenheit) kadar oldukça dramatik bir şekilde değişir . En büyük sıcaklık farkı gündüz ve gece arasında meydana gelir.
Bu geniş alanda, atmosferle ilişkili son element izleri, yavaş yavaş ve kusursuz bir şekilde uzay boşluğuna karışır.
Birçok gezegen ve uydu (Merkür, kendi Ayımız ve Jüpiter’in Galilean uyduları gibi) atmosfere sahip değildir ve hepsinin yüzey seviyesinde başlayan bir ekzosfer vardır.
Atmosferin son kalıntıları yavaş yavaş dış uzaya karıştığından, açıkça tanımlanmış bir üst sınır belirlenemiyor.
Ekzosferin Önemi
Ekzosfer, dünyadaki yaşamı desteklemede ve sürdürmede önemli bir rol oynamayabilir, ancak girişte bahsettiğim gibi, yine de geçerlidir.
Hubble uzay teleskobu
Tıpkı termosfer gibi, ekzosfer de uzay araçlarının dünya çevresinde yörüngeye yerleştirilmesi için ideal ortamı oluşturur.
Uyduların ve diğer nesnelerin, iletişim uydularından çok daha yüksek bir yörüngeye yerleştirilmesine ve Uluslararası Uzay İstasyonunun dünyanın etrafında daha alçak yörüngelerde yerleştirilmesine izin verme ek avantajına sahiptir .
Bu daha yüksek yörünge, uyduların yeryüzündeki çeşitli faaliyetlerin daha iyi bir küresel görünümünü elde etmesini sağlar. Dünya yüzeyinden daha büyük mesafe, gezegenden atmosfere yansıyan ışık miktarını da en aza indirerek her türlü girişime neden olur.
Bu nedenle Hubble Uzay Teleskobu ve çeşitli hava durumu ve diğer bilimsel uydular bu yükseklikte dünyanın yörüngesinde bulunabilir. Ayrıca, mücadele edilecek çok daha az “uzay trafiği” ve manevra yapmak için daha fazla alan olduğundan, exosferde çok daha güvenlidirler.
