La mesosfera ( / ˈ m ɛ s ə ˌ 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 encima de 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 mesopausa , que es la parte más fría de la atmósfera terrestre , con temperaturas inferiores a -143 °C (-225 °F). ; 130K). Los límites exactos superior e inferior de la mesosfera varían con la latitud y la estación (más altos en invierno y en los trópicos, más bajos en verano y en los polos), pero el límite inferior generalmente se ubica en altitudes de 47 a 51 km (29 a 32 millas; 154.000 a 167.000 pies) sobre el nivel del mar , y el límite superior (la mesopausa) suele ser de 85 a 100 km (53 a 62 millas; 279.000 a 328.000 pies). [2] [3] [4] [5]
La estratosfera y la mesosfera a veces se denominan colectivamente "atmósfera media", [6] que se extiende a altitudes aproximadamente entre 12 y 80 km (7,5 y 49,7 millas) sobre la superficie de la Tierra. La mesopausa , a una altitud de 80 a 90 km (50 a 56 millas), separa la mesosfera de la termosfera , la segunda capa más externa de la atmósfera de la Tierra. En la Tierra, la mesopausa casi coincide con la turbopausa , debajo de la cual diferentes especies químicas se mezclan bien debido a remolinos turbulentos . Por encima de este nivel, la atmósfera se vuelve no uniforme porque las alturas de escala de las diferentes especies químicas difieren según sus masas moleculares .
El término espacio cercano también se utiliza a veces para referirse a altitudes dentro de la mesosfera. Este término no tiene una definición técnica, pero normalmente se refiere a la región aproximadamente entre el límite de Armstrong (alrededor de 62.000 pies o 19 km, por encima del cual los humanos necesitan un traje presurizado para sobrevivir) y la línea de Kármán (donde la astrodinámica debe tomar el relevo ). de la aerodinámica para lograr el vuelo); o, según otra definición, al espacio entre la altitud más alta a la que vuelan los aviones comerciales (aproximadamente 40.000 pies (12,2 km)) y el perigeo más bajo de los satélites que pueden orbitar la Tierra (aproximadamente 45 millas (73 km)). Algunas fuentes distinguen entre los términos "espacio cercano" y "atmósfera superior", de modo que sólo las capas más cercanas a la línea de Kármán se describen como "espacio cercano".
Dentro de la mesosfera, la temperatura disminuye al aumentar la altura . Esto es el resultado de la disminución de la absorción de radiación solar por parte de la atmósfera enrarecida que tiene una concentración relativa de ozono decreciente a medida que aumenta la altitud (siendo el ozono el principal absorbente en las longitudes de onda ultravioleta 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 mesopausa , es la parte más fría de la atmósfera terrestre. [8] Las temperaturas en la mesosfera superior caen hasta aproximadamente -100 °C (173 K; -148 °F), [9] variando según la latitud y la estación .
Las principales 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 olas comienzan en la troposfera y la estratosfera inferior , y se propagan hasta 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 con el óxido nítrico ionizado por 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 millas; 16 000 pies) de profundidad se encuentra entre 80 y 105 km (50 a 65 millas; 262 000 a 344 000 pies). Hecha de átomos de sodio no ionizados y libres, la capa de sodio irradia débilmente para contribuir al brillo del aire . El sodio tiene una concentración media de 400.000 átomos por centímetro cúbico. Esta banda se repone periódicamente con la sublimación del sodio procedente de los meteoros 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] Otras capas metálicas, por ejemplo, hierro y potasio, también existen en la región de la mesosfera superior/termosfera inferior.
A partir de octubre de 2018, [11] se identificó un tipo distinto de aurora , que se origina en la mesosfera. A menudo denominadas "dunas" debido a su parecido con las ondas arenosas de una playa, las luces verdes onduladas se extienden hacia el ecuador. Se ha identificado que se originan a unos 96 km (60 millas; 315.000 pies) sobre la superficie. Dado que las auroras son causadas por partículas solares de velocidad ultrarrápida que interactúan con las moléculas atmosféricas, el color verde de estas dunas se ha explicado tentativamente por la interacción de esas partículas solares con las moléculas de oxígeno. Por tanto, las dunas se encuentran donde el oxígeno mesosférico está más concentrado. [12]
Millones de meteoros ingresan a la atmósfera terrestre, con un promedio de 40.000 toneladas por año. [13] Se cree que el material extirpado, llamado humo meteórico, sirve como núcleos de condensación para nubes noctilucentes .
La mesosfera se encuentra por encima de los récords de altitud para aviones , [14] mientras que sólo los pocos kilómetros más bajos son accesibles para los globos , cuyo récord de altitud es de 53,0 kilómetros (32,9 millas). [15] Mientras tanto, la mesosfera está por debajo de la altitud mínima para las naves espaciales orbitales debido a la alta resistencia atmosférica. [16] [17] [18] Sólo se ha accedido a él mediante el uso de cohetes sonda , que sólo son capaces de tomar mediciones mesosféricas durante unos minutos por misión. [19] Como resultado, es la parte menos comprendida de la atmósfera, lo que da lugar al humorístico apodo de ignorancia . [20] [21] La presencia de duendes rojos y chorros azules (descargas eléctricas o relámpagos dentro de la mesosfera inferior), nubes noctilucentes y cizallamiento de densidad dentro de esta capa poco comprendida son de interés científico actual.
El 1 de febrero de 2003, el transbordador espacial Columbia se rompió al reingresar a unos 62 km (39 millas) de altitud, en la mesosfera inferior, matando a los siete miembros de la tripulación.
