Termosfæren

Termosfæren er et lag av jordatmosfæren som strekker seg fra omtrent 85 til omtrent 6-700 km over jordoverflaten. Det befinner seg over mesosfæren og under eksosfæren, og er dermed det nest øverste laget i atmosfæren. Tettheten av atmosfæriske gasser er så lav i termosfæren at de ikke blander seg uniformt, og konsentrasjonen vil i stedet variere med høyden i henhold til molekylær masse. Atmosfærelaget har fått navnet sitt fra det greske ordet θερμός (thermos) som betyr varme. Temperaturen i termosfæren stiger utover, og kan nå over 2000°C.^{[trenger referanse]}

Mens jordoverflaten og indre deler av atmosfæren i stor grad er skjermet mot den mest energetiske strålingen fra sola, som den ultrafiolette, er termosfæren nesten uskjermet. Gassen i termosfæren, som hovedsakelig er oksygen, varmes kraftig opp ved absorpsjon av slik stråling. Temperaturen stiger utover, og i den ytre delen av termosfæren kan temperaturen nå over 2000°C. Den lave partikkeltettheten medfører imidlertid at den termiske energien i et gitt volum er relativt lav. Approksimert som en ideell gass, er for eksempel den termiske energien

${\displaystyle U={\tfrac {1}{2}}Nm{\overline {v^{2}}}={\tfrac {3}{2}}NkT.}$

der N er antall partikler, k Boltzmanns konstant og T temperaturen. Dermed vil temperaturen føles mye lavere, og et vanlig termometer vil også måle en mye lavere temperatur.

Mens lavere atmosfærelag hovedsakelig består av nøytral gass, består termosfæren hovedsakelig av ionisert gass, altså gass bestående av elektrisk ladete partikler. Delen av atmosfæren som hovedsakelig består av ionisert gass kalles ionosfæren, og overlapper ganske godt med termosfæren, men noen inkluderer også eksosfæren i ionosfæren. Den lavere ionosfæren domineres av ionene O²⁺ og NO⁺, mens O⁺ er dominerende over omtrent 200 km.^[1] Ionisering skjer hovedsakelig ved hjelp av ultrafiolett stråling fra sola, men spesielt i polarområdene bidrar også kollisjoner med solvindpartikler. Slike kollisjoner fører også til nordlys.