Atmosfera

Atmosfera – warstwy gazów otaczające planetę. W przypadku Ziemi, atmosfera rozciąga się na wysokość około 2000 kilometrów ponad powierzchnię. Dzięki jej obecności istnieje życie na naszej planecie – wytwarzany jest naturalny efekt cieplarniany, uzyskane przez nią ciśnienie pozwala na występowania wody w stanie ciekłym, oraz oddychanie istot żywych. W jej skład wchodzi głównie azot (78%), tlen (21%) i argon (~1%). Pozostałą część stanowią inne gazy, w tym dwutlenek węgla, metan czy para wodna.

Ziemska atmosfera składa się z następujących warstw:

• troposfera (0-16 km), najniższa warstwa atmosfery. Jest ona najcieńsza, ale ma największą gęstość. To w niej zachodzą procesy meteorologiczne, latają samoloty, czy ptaki. Jej wysokość jest zmienna wraz z temperaturą masy powietrza – od około 8-9 km nad biegunami, do nawet 16 km w tropikach. Jej stropem jest tropopauza.
• stratosfera (16-50 km), druga od ziemi warstwa atmosfery. Występują tu silne prądy strumieniowe, nie ma jednak pionowych ruchów powietrza (konwekcji). Odpowiednio silne burze superkomórkowe mogą jednak przebijać tropopauzę i penetrować dolną stratosferę (overshooting top). W tej warstwie znajduje się warstwa ozonowa. Jedyne, regularnie występujące tu chmury to obłoki perłowe i okazyjnie szczytowe partie chmur Cumulonimbus. Z tej warstwy widoczna jest już krzywizna Ziemi. Ciśnienie na wysokości 19,2 km jest tak niskie, że płyny ustrojowe w ludzkim ciele zaczynają wrzeć. Jej górną granicę określa stratopauza.
• mezosfera (50-85 km), w tej warstwie ciśnienie atmosferyczne spada do śladowych wartości, a niebo robi się czarne. Widoczna jest błękitna otoczka atmosfery pod obserwatorem. Mimo tego skład atmosfery jest nadal niezmienny w porównaniu z tym, który występuje w troposferze. Występują tu obłoki srebrzyste. W większości gazy są w tej warstwie zjonizowane, przez co powietrze jest dość dobrym przewodnikiem elektryczności. Sufitem warstwy jest mezopauza.
• termosfera (85-500 km), warstwa przyjmowana już za przestrzeń kosmiczną. Umowna granica kosmosu, Linia Karmana, przebiega na wysokości 100 km. Wysokość sufitu termosfery (termopauzy) zależy od pory dnia, szerokości geograficznej, aktywności słonecznej czy promieniowania kosmicznego i waha się między 350 a 850 km (niektóre źródła podają nawet 1000 km). W jej rzadkim powietrzu (nie jest to jeszcze idealna próżnia) nie rozchodzą się fale dźwiękowe. Panujące tu temperatury wahają się od -80 do nawet ponad 1000°C. Jest to jednak wyliczenie na podstawie energii cząstek gazów, a nie faktycznej, mierzalnej temperatury. W termosferze występują zorze polarne. W termosferze skład atmosfery zmienia się wraz z wysokością.
• egzosfera (500 – 2000 km), najwyższa warstwa ziemskiej atmosfery. Odległości między cząsteczkami są tak duże, że można już mówić o bardzo wysokiej próżni. Zależnie od metod badania i przyjętych definicji, egzosfera Ziemi może kończyć się na wysokości między 2000 a nawet 190 tys. km od powierzchni planety.

Powyżej egzosfery występuje tzw. geokorona, czyli otoczka ze zjonizowanych gazów. Dalej jest już tylko otwarta przestrzeń kosmiczna. Zgodnie więc z definicją, jedynymi osobami, które opuściły ziemską atmosferę byli astronauci misji Apollo 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 i 17.