Termosfera

Introdução

A termosfera está localizada acima da mesopausa, sua temperatura aumenta com a altitude rápida e monotonicamente até onde a densidade das moléculas é tão pequena e se movem em trajetórias aleatórias tal, que raramente se chocam. É a camada onde ocorrem as auroras e onde orbita o Vaivém Espacial (Ônibus Espacial).

Também chamada de quimiosfera esta camada da atmosfera vai desde 80, 85 km, até aproximadamente 640 km de altitude, em relação à superfície do planeta Terra.

Os átomos isolados de oxigênio e nitrogênio reagem e dissociam-se em íons, formando camadas ionizadas que variam conforme a hora do dia, época do ano, vento solar, entre outros. Nesta região, os íons absorvem parte da radiação ultravioleta vindos do sol.

Na parte superior da termosfera existe a exosfera, região onde as moléculas movem-se em trajetórias balísticas e raramente colidem entre si. Nesta região, o significado gás não tem mais sentido.

Termosfera

Termosfera é uma coisa grande e vazia que não serve a nenhum propósito real para as pessoas, exceto para os astronautas que gostam de flutuar em torno dele e despejar seus resíduos nele. Alguns cientistas, todavia, tem a convicção de que a termosfera protege a Terra de marcianos. A termosfera está localizada na Menopausa da atmosfera. A termosfera foi descoberta em 1307 por um sofá.

Fenômenos

Pequenas amostras de termosfera são frequentemente encontradas na troposfera, sempre onde você pensou que deixou sua cerveja e petiscos e quando chega ao local, encontra nada (na verdade este "nada" é uma porção da termosfera). A ocorrência da termosfera na troposfera ocorre, estranhamente, regida pelo teor de álcool no sangue dos humanos em questão. Vale a pena notar que o vazio do espaço nessas ocorrências não é o vácuo absoluto, mas sim o surgimento de termosfera na troposfera.

Na termosfera é o onde o vento solar é transformado em raios ultravioleta, raios X e raios gama, e assim surgem imensas auroras boreais.

Características Gerais

A termosfera encontra-se situada trilhões de quilômetros de altitude e lá vivem as bolas de futebol bicadas por Rivelino. Apresenta um ar rarefeito, a ponto de qualquer ser humano morrer se jogado na termosfera, exceto o Patolino, embora ele não seja humano.

Possui esse nome, "termosfera", por ser uma região quente, capaz de derreter meteoros e proteger os dinossauros de uma extinção em massa gerada por um provável cataclismo gerado pelo impacto de um meteoro maciço, e também responsável pelo aquecimento global que mata a população humana, para evitar isso é recomendável lançar muito cloro, flúor, o carboneto no ar.

A massa da termosfera se dá pela fórmula M = ρA H ≃ 1 kg/cm2 onde "M" é a massa da termosfera, "ρA" é é meu pau de óculos, e "H" é Hidrogênio.

A termosfera está 450 km acima da crosta terrestre. Camada considerada quente porque as moléculas de ar executam trabalho de absorver radiação solar. Cientistas atestam que a temperatura pode chegar a dois mil graus célsius. Dentro da camada a radiação ultravioleta (UV) provoca a ionização. Temperaturas aumentam com a altitude por causa da absorção de alta energia da radiação solar. As temperaturas são altamente dependentes da atividade solar e podem elevar-se a 2000°C. Radiação faz com que partículas da atmosfera se tornem carregada de maneira elétrica, permitindo que as ondas de rádio saltem para além do horizonte.

Termosfera: Camada Longa da Atmosfera

A exosfera está em mil quilômetros (310-620 milhas) acima da superfície da Terra; A atmosfera se transforma em espaço sideral. O gás altamente diluído na camada pode atingir 2500°C durante o dia. Termómetro leriam significativamente abaixo de 0°C por causa da energia perdida por radiação térmica que excede a força adquirida a partir do gás atmosférico por contato direto. Em 160 km (99 milhas) a densidade é tamanha baixa que interações moleculares são poucos frequentes para permitir a transmissão do som.

A dinâmica da termosfera fica dominada por marés atmosféricas movidas por significativo aquecimento diurno. Ondas atmosféricas dissipam acima do nível devido às colisões entre os gases neutros e o plasma ionosférico. A Estação Espacial Internacional possui órbita estável no meio da termosfera, entre 320 e 380 quilômetros (200 e 240 km). Auroras ocorrem também na termosfera.

Termosfera: Era Espacial

Antes da era espacial o único acesso à região indireta da altura acima de cerca de 100 km altitudes aconteceu com pesquisas ionosféricas e geomagnéticas. Ondas eletromagnéticas abaixo de 30-300 MHz refletem a atenuada na ionosférica. As atividades geomagnéticas observadas no chão foram atribuídas às zonas atmosféricas superiores, capazes de gerar correntes elétricas, conhecidas como correntes que circulam dentro da região ionosférica.

Com o advento do satélite russo Sputnik, em 1957, as observações do efeito Doppler da sobrecarga de sinal permitiu pela primeira vez determinar de maneira contínua o decaimento orbital do satélite e a resistência do ar a partir da qual as variações das densidades termosféricas poderiam ser derivadas.  Envolvidos nas medidas iniciais também estiveram: LG Jacchia e JW Slowey (EUA), DG King-Hele (Grã-Bretanha) e W. Priester e HK Pätzold (Alemanha).

Eles descobriram pela primeira vez as grandes variações diárias da densidade atmosférica, bem como à sua reação. Hoje em dia, variedade de satélites medem vários componentes dos gases atmosféricos.

Densidade Atmosférica

A densidade da atmosfera da Terra diminui quase exponencialmente com a altitude. A massa total da atmosfera é M = ρ A H ≃ 1 kg / cm² a uma coluna de um centímetro quadrado. A massa da termosfera acima de 85 km é apenas 0,002% do correspondente massivos totais. Portanto, nenhum retorno energético da termosfera para as regiões inferiores da atmosfera podem ser esperados.

Turbulências fazem com que o ar no interior das regiões inferiores da atmosfera abaixo da turbopause, a cerca de 110 km, não mude consideravelmente em consequência das misturas de gases. O peso molecular médio é de 29 g / mol com oxigénio molecular (O2) e azoto (N2) como os dois componentes dominantes.

Acima da turbopause, no entanto, a separação por difusão dos vários constituintes é significativa de modo que cada componente se segue à própria estrutura barométrica, com altura de escala inversamente proporcional ao peso molecular. O oxigênio constituinte de atômica (O), hélio (He) e hidrogênio (H) de maneira sucessiva. Ele domina acima de cerca de duzentos km de altitude e variam de acordo com a localização geográfica, tempo e atividade solar. A relação N 2 / O representa medida da densidade de elétrons na região F ionosférica afetados por estas variações de maneira considerável. Estas alterações refletem a partir da difusão dos constituintes menores através dos componentes principais do gás durante os processos dinâmicos.

Energia Orçamento

A temperatura termosférica pode ser determinada a partir de observações de densidade, bem como a partir de medições diretas via satélite. A temperatura versus altitude pode ser simulada no perfil Bates: (1) T = T ∞ – (T ∞ – T o) EXP {-s (z – z o)}. Esta fórmula é derivada a partir de simples equação da condução de calor.

Radiação dos Raios Solares

Os raios solares e radiações ultravioletas extremas em comprimentos de ondas são quase absorvidos dentro da termosfera. Enquanto a luz solar visível (380-780nm) é quase constante, com variabilidade de 0,1% da constante solar, a radiação solar fica variável no tempo e espaço. Por exemplo, rajadas associadas com erupções solares podem aumentar de maneira drástica a intensidade em relação aos níveis por várias ordens de magnitude em intervalo de tempo.

No ultravioleta extremo existe linha que representa importante fonte de ionização e dissociação na altura das camadas ionosféricas D. Os períodos de calma de atividade solar possui mais energia do que o resto do espectro em comprimentos de ondas baixas. No entanto, as flutuações irregulares sobre todas as escalas de tempo estão presentes o tempo todo. Durante a atividade solar baixa, cerca de metade da entrada total de energia na termosfera é pensada para ser radiação solar. Evidentemente a entrada de energia solar ocorre somente durante as condições de dia, maximizando o equador durante equinócio.

Vento Solar

Na entrada para a termosfera de vento solar a energia transferida para a magnetosfera acontece por mecanismos ainda não compreendidos de maneira científica. Possível maneira de transferir energia acontece por meio do processo de dínamo hidrodinâmico. Partículas de vento solar penetram nas regiões polares da magnetosfera nas quais o campo geomagnético são linhas dirigidas de maneira vertical em essência.

Campo elétrico é gerado e dirigido do amanhecer até o anoitecer. Ao longo das últimas linhas do campo geomagnético se alinham correntes elétricas de campo que podem fluir para dentro da região do dínamo ionosférico. Além disso, a penetração de partículas energéticas elevadas das magnetosferas para as regiões aurorais melhora de maneira drástica entre a condutividade elétrica. Durante a atividade tranquila a magnetosfera contribui talvez por quarto do orçamento de energia da termosfera.

Depois da Mesosfera, a camada que se segue é a Termosfera. É a mais extensa das camadas, indo de 500k da mesopausa até 600k de altitude e termina no começo da termopausa. Essa camada se caracteriza principalmente pelo grande aumento de temperatura de acordo com a altitude, podendo chegar até a 1000ºC nas últimas camadas, esse aumento de temperatura devesse a radiação por causa do oxigênio atômico, um gás que absorve a energia solar em grande quantidade. É a camada onde os Ônibus espaciais transitam livremente.

Dentro da Termosfera, a uma subdivisão de camadas. O motivo é que a mesma camada se comporta de maneiras distintas, dependendo de sua altitude.

Quimiosfera: Começa a aproximadamente 80k de altitude do começo da camada, limite da onde começa a ionosfera. O seu cume máximo de concentração de ozônio é em torno de 340k, formando uma região de cinturão. É nessa camada que acontece a destruição dos meteoritos que caem atraídos pela gravidade da Terra, que volatizam devido a velocidade da queda e a temperatura da camada, um fenômeno que chamamos de “estrelas cadentes”.

Ionosfera: Nessa camada, à intensas radiações solares (UV), na qual à decomposição de moléculas de íons e átomos, por isso também carrega o título de ionosfera. Uma de suas utilidades – além de proteger a Terra das radiações – é a reflexão das ondas de rádio paras as regiões mais afastadas, com ampla distribuição.

A Aurora Boreal ocorre na termosfera, mas esse fenômeno acontece unicamente nas regiões polares, onde à maior magnetismo terrestre. Esse show de cores e luzes é na verdade resultado de tempestades solares, e essas tempestades atingem a Terra por meio de ventos solares e são “descompostas” na camada, formando um efeito luminoso espetacular. O único problema é que esses ventos solares interferem nos meios de comunicação (radio, satélites, televisões, etc.). O nome Aurora Boreal foi dado por Galileu Galilei em homenagem a Deusa romana Aurora (que significa amanhecer) e seu filho Boreas.

• As Auroras também são encontradas em outros planetas, como Júpiter, Saturno e Marte.

Radiação solar está causando redução da termosfera terrestre

A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.[Imagem: NASA]

Grandes mudanças na produção de energia no Sol estão causando flutuações dramáticas na camada externa da atmosfera da Terra.

Influências do Sol

Um estudo recém-publicado na revista Geophysical Research Letters, financiado pela NASA e pela National Science Foundation (NSF), faz uma associação direta entre um encolhimento recente de uma camada da alta atmosfera da Terra com uma queda acentuada nos níveis de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol.

A pesquisa indica que o ciclo magnético solar, que produz números variáveis de manchas solares ao longo de ciclos de cerca de 11 anos, pode variar mais do que se pensava anteriormente.

Esta pesquisa apresenta um argumento convincente para a necessidade de se estudar o sistema acoplado Sol-Terra", afirmou Farzad Kamalabadi, da NSF, "e ilustra a importância da influência solar sobre o nosso ambiente terrestre, com implicações fundamentais tanto científicas quanto em termos de consequências sociais.

Navegação espacial

As descobertas podem ter implicações para os satélites em órbita, bem como para a Estação Espacial Internacional.

Por um lado, o fato de que a camada superior da atmosfera, conhecida como termosfera, se encolhe e fica menos densa, significa que os satélites podem manter mais facilmente suas órbitas, permanecendo no espaço por mais tempo e desfrutando de uma vida útil maior.

Por outro lado, isso indica que o lixo espacial e outros objetos que apresentam riscos para a "navegação espacial" também podem ficar por mais tempo na termosfera do que se calculava.

Outras considerações

Os dados demonstraram que o que se convencionou chamar de "mínimo solar" não é uma situação padrão, mas varia de um ciclo para outro. Ou seja, os mínimos solares não são iguais entre si.

A produção de energia no Sol caiu a níveis anormalmente baixos entre 2007 e 2009, um mínimo solar particularmente prolongado, durante o qual praticamente não ocorreram manchas solares ou tempestades solares.

Durante esse período de baixa atividade solar, a termosfera terrestre encolheu mais do que em qualquer momento desde que ela é monitorada, ao longo dos últimos 43 anos da chamada era espacial.

A termosfera, que compreende uma faixa entre 90 e 500 km com altitude, é uma camada de gás rarefeita na fronteira com o espaço exterior. É lá que se dá o primeiro contato da radiação solar com a atmosfera da Terra.

Ela geralmente esfria e se torna menos densa durante períodos de atividade solar muito baixa.

Mas a magnitude da queda de densidade da termosfera durante o mínimo solar mais recente foi cerca de 30 por cento maior do que seria de se esperar mesmo com a baixíssima atividade solar verificada.

Influência do CO2

O estudo também mostrou que a variação da termosfera sofre pouca influência do nível de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera terrestre. Os cálculos anteriores estimavam que o gás de efeito estufa estaria reduzindo a densidade da camada externa da atmosfera entre 2 e 5 por cento por década.

Estudando um período de 13 anos (1996 a 2008, inclusive), eles verificaram que a termosfera esfriou 41 kelvin (K) no período, com apenas 2 K atribuíveis ao aumento do dióxido de carbono.

Quando à densidade da termosfera, os resultados mostraram uma diminuição de 31 por cento, com apenas 3 por cento atribuídos ao dióxido de carbono.

Agora está claro que o recorde de baixa temperatura e densidade foram primariamente causados por níveis anormalmente baixos de radiação solar na faixa do ultravioleta extremo," diz Stanley Solomon, um dos autores do estudo.

Super mínimos

Os pesquisadores também afirmam que seus dados indicam que o Sol pode estar passando por um período de atividade relativamente baixa de longo prazo, semelhantes aos períodos verificados no início dos séculos 19 e 20.

Então esperamos ter ciclos solares menos intensos nos próximos 10 a 30 anos," disse Thomas Woods, coautor do trabalho.

Esta conclusão está de acordo com dados de outra pesquisa publicada nesta semana, segundo a qual as manchas solares poderão desaparecer a partir de 2016.

Conclusão

Em suma, a termosfera corresponde à parte mais elevada da atmosfera.O ar encontra-se rarefeito e a radiação solar, muito intensa, ioniza as moléculas dos gases que encontra. Por isso, a termosfera também é conhecida por Ionosfera. Aqui a temperatura aumenta com a altitude, devido essencialmente à absorção das radiações ultravioletas pelo oxigénio atómico, a ponto de, aos 350 Kms, a temperatura ser de 927ºC!!!. Acima dos 100 Kms, as radiações de pequeno comprimento de onda provocam a ionização do oxigénio e do azoto atómicos, originando electrões livres: a penetração destas partículas ionizadas, a cerca de 200 Km a 300 Km, provoca o aparecimento de auroras boreais.

Entre os 100 e os 200 Kms verifica-se o fenómeno das " estrelas cadentes " que se julga ser devido à entrada na atmosfera dos fragmentos meteóricos que aquecem devido ao atrito do ar e se volatizam, deixando atrás de si um rasto luminoso. Destas estrelas cadentes resultam muitos meteoritos que, por vezes , chegam à Terra.

Agradecimento

Primeiramente agradecemos a Deus todo poderoso, a quem nós devemos as nossas vidas, aos nossos pais, em especial a todos os meus professores e colegas, a todos os que têm acompanhado e contribuido direita ou indireitamente para nossa formação.

Um muito obrigado a todos. 

Referências Bibliograficas

www.prof2000.pt/users/ducas/termosfera.htm

https://pt.wikipedia.org/wiki/Termosfera

desciclopedia.org/wiki/Termosfera

meioambiente.culturamix.com/recursos.../termosfera-caracteristicas-gerai.