La mesosfera ( / ˈ m ɛ s ə s f ɪər , ˈ m ɛ z - , ˈ m iː s ə - , - z ə - / ; [1] del griego antiguo μέσος ( mésos ) 'medio' y - esfera ) es la tercera capa de la atmósfera , directamente sobre la estratosfera y directamente debajo de la termosfera . En la mesosfera, la temperatura disminuye a medida que aumenta la altitud . Esta característica se utiliza para definir límites: comienza en la parte superior de la estratosfera (a veces llamada estratopausa ), y termina en la mesopausia , que es la parte más fría de la atmósfera de la Tierra , con temperaturas inferiores a −143 °C (−225 °F; 130 K). Los límites exactos superior e inferior de la mesosfera varían con la latitud y con la estación (más alto en invierno y en los trópicos, más bajo en verano y en los polos), pero el límite inferior suele estar ubicado a altitudes de 47 a 51 km (29 a 32 mi; 154.000 a 167.000 pies) sobre el nivel del mar , y el límite superior (la mesopausia) suele estar entre 85 y 100 km (53 a 62 mi; 279.000 a 328.000 pies). [2] [3] [4] [5]
La estratosfera y la mesosfera a veces se denominan colectivamente "atmósfera media", [6] que abarca altitudes de aproximadamente entre 12 y 80 km (7,5 y 49,7 mi) sobre la superficie de la Tierra. La mesopausia , a una altitud de 80-90 km (50-56 mi), separa la mesosfera de la termosfera , la segunda capa más externa de la atmósfera de la Tierra. En la Tierra, la mesopausia casi coincide con la turbopausa , por debajo de la cual diferentes especies químicas están bien mezcladas debido a remolinos turbulentos . Por encima de este nivel, la atmósfera se vuelve no uniforme porque las alturas de escala de diferentes especies químicas difieren según sus masas moleculares .
El término espacio cercano también se utiliza a veces para referirse a las altitudes dentro de la mesosfera. Este término no tiene una definición técnica, pero normalmente se refiere a la región que se encuentra aproximadamente entre el límite de Armstrong (unos 19 km, por encima del cual los humanos necesitan un traje presurizado para sobrevivir) y la línea de Kármán (donde la astrodinámica debe sustituir a la aerodinámica para poder volar); o, según otra definición, al espacio entre la altitud más alta a la que vuelan los aviones comerciales (unos 12,2 km) y el perigeo más bajo de los satélites que pueden orbitar la Tierra (unos 73 km). Algunas fuentes distinguen entre los términos "espacio cercano" y "atmósfera superior", de modo que solo las capas más cercanas a la línea de Kármán se describen como "espacio cercano".
Dentro de la mesosfera, la temperatura disminuye con el aumento de la altura . Esto es el resultado de la disminución de la absorción de la radiación solar por la atmósfera enrarecida que tiene una concentración relativa de ozono decreciente a medida que aumenta la altitud (el ozono es el principal absorbente en las longitudes de onda UV que sobrevivieron a la absorción por la termosfera). [7] Además, esto también es el resultado del aumento del enfriamiento por la emisión radiativa de CO 2 . La parte superior de la mesosfera, llamada mesopausia , es la parte más fría de la atmósfera de la Tierra. [8] Las temperaturas en la mesosfera superior caen tan bajo como aproximadamente −100 °C (173 K; −148 °F), [9] variando según la latitud y la estación .
Las características más importantes de esta región son los fuertes vientos zonales (este-oeste), las mareas atmosféricas , las ondas de gravedad atmosféricas internas (comúnmente llamadas " ondas de gravedad ") y las ondas planetarias . La mayoría de estas mareas y ondas comienzan en la troposfera y la estratosfera inferior , y se propagan a la mesosfera. En la mesosfera, las amplitudes de las ondas de gravedad pueden llegar a ser tan grandes que las ondas se vuelven inestables y se disipan. Esta disipación deposita impulso en la mesosfera e impulsa en gran medida la circulación global.
Las nubes noctilucentes se encuentran en la mesosfera. La mesosfera superior es también la región de la ionosfera conocida como capa D , que solo está presente durante el día, cuando se produce cierta ionización , ya que el óxido nítrico se ioniza mediante la radiación de hidrógeno alfa de la serie Lyman . La ionización es tan débil que cuando cae la noche y se elimina la fuente de ionización, el electrón y el ion libres vuelven a formar una molécula neutra.
Una capa de sodio de 5 km (3,1 mi; 16.000 ft) de profundidad se encuentra entre 80-105 km (50-65 mi; 262.000-344.000 ft). Compuesta por átomos de sodio no ionizados y no unidos, la capa de sodio irradia débilmente para contribuir al resplandor atmosférico . El sodio tiene una concentración media de 400.000 átomos por centímetro cúbico. Esta banda se repone regularmente mediante la sublimación del sodio de los meteoritos entrantes. Los astrónomos han comenzado a utilizar esta banda de sodio para crear "estrellas guía" como parte del proceso de corrección óptica adaptativa utilizado para producir observaciones terrestres ultranítidas. [10] También existen otras capas de metal, por ejemplo, hierro y potasio, en la región de la mesosfera superior/termosfera inferior.
A partir de octubre de 2018, [11] se ha identificado un tipo distinto de aurora , que se origina en la mesosfera. A menudo denominadas "dunas" debido a su parecido con las ondulaciones de arena de una playa, las luces verdes ondulantes se extienden hacia el ecuador. Se ha identificado que se originan a unos 96 km (60 mi; 315.000 pies) sobre la superficie. Dado que las auroras son causadas por partículas solares de velocidad ultrarrápida que interactúan con moléculas atmosféricas, el color verde de estas dunas se ha explicado tentativamente por la interacción de esas partículas solares con moléculas de oxígeno. Por lo tanto, las dunas se producen donde el oxígeno mesosférico está más concentrado. [12]
Millones de meteoritos entran en la atmósfera de la Tierra, con un promedio de 40.000 toneladas por año. [13] Se cree que el material extraído, llamado humo meteórico, sirve como núcleo de condensación para las nubes noctilucentes .
La mesosfera se encuentra por encima de los récords de altitud para aeronaves , [14] mientras que solo los pocos kilómetros más bajos son accesibles para globos , para los cuales el récord de altitud es de 53,0 kilómetros (32,9 mi). [15] Mientras tanto, la mesosfera está por debajo de la altitud mínima para naves espaciales orbitales debido a la alta resistencia atmosférica. [16] [17] [18] Solo se ha accedido a través del uso de cohetes de sondeo , que solo son capaces de tomar mediciones mesosféricas durante unos minutos por misión. [19] Como resultado, es la parte menos comprendida de la atmósfera, lo que resulta en el apodo humorístico de ignorosfera . [20] [21] La presencia de sprites rojos y chorros azules (descargas eléctricas o relámpagos dentro de la mesosfera inferior), nubes noctilucentes y cizallas de densidad dentro de esta capa poco comprendida son de interés científico actual.
El 1 de febrero de 2003, el transbordador espacial Columbia se desintegró al reingresar a unos 62 kilómetros (39 millas) de altitud, en la mesosfera inferior, muriendo los siete miembros de la tripulación.
