de meest voorkomende moleculen in de exosfeer van de aarde zijn die van de lichtste atmosferische gassen. Waterstof is aanwezig in de hele exosfeer, met wat helium, kooldioxide en atomaire zuurstof in de buurt van de basis. Omdat het moeilijk kan zijn om de grens tussen de exosfeer en de ruimte te definiëren (zie “bovengrens” aan het einde van dit deel), kan de exosfeer worden beschouwd als een deel van de interplanetaire of buitenruimte.
Ondergrensdedit
de ondergrens van de exosfeer wordt de exobase genoemd., Het wordt ook wel de ‘kritische hoogte’ genoemd omdat dit de hoogte is waar barometrische omstandigheden niet meer van toepassing zijn. De atmosferische temperatuur wordt bijna constant boven deze hoogte. Op aarde varieert de hoogte van de exobase van ongeveer 500 tot 1.000 kilometer, afhankelijk van de zonneactiviteit.
De exobase kan op twee manieren worden gedefinieerd:
als we de exobase definiëren als de hoogte waarop opwaarts reizende moleculen gemiddeld één botsing ervaren, dan is op deze positie het gemiddelde vrije pad van een molecuul gelijk aan één drukschaal hoogte., Dit wordt weergegeven in het volgende. Beschouw een volume lucht, met horizontaal gebied a {\displaystyle A} en hoogte gelijk aan het gemiddelde vrije pad l {\displaystyle l} , bij druk p {\displaystyle p} en temperatuur T {\displaystyle T} . Voor een ideaal gas is het aantal moleculen dat erin zit:
n = p A l R T {\displaystyle n={\frac {pAl}{RT}}}
waarin R {\displaystyle R} de universele gasconstante is., Van de eis dat elk opwaarts bewegend molecuul gemiddeld één botsing ondergaat, is de druk:
p = M A n g A {\displaystyle p={\frac {m_{a}ng}{A}}}
waarbij m a {\displaystyle m_{A}} De gemiddelde molecuulmassa van het gas is. Het oplossen van deze twee vergelijkingen geeft:
l = R T m A g {\displaystyle l={\frac {RT}{m_{A}g}}}
wat de vergelijking is voor de hoogte van de drukschaal., Omdat de hoogte van de drukschaal bijna gelijk is aan de hoogte van de dichtheidsschaal van het primaire bestanddeel, en omdat het Knudsengetal de verhouding is van het gemiddelde vrije pad en de typische dichtheidsschommeling, betekent dit dat de exobase ligt in het gebied waar K n ( h E B ) ≃ 1 {\displaystyle \mathrm {Kn} (h_{EB})\simeq 1} .
de fluctuatie in de hoogte van de exobase is belangrijk omdat dit zorgt voor atmosferische weerstand op satellieten, waardoor ze uiteindelijk uit hun baan vallen als er geen actie wordt ondernomen om de baan te behouden.,
Upper boundary of EarthEdit
in principe beslaat de exosfeer afstanden waar deeltjes nog steeds gravitatiegebonden zijn aan de aarde, d.w.z. deeltjes hebben nog steeds ballistische banen die hen terug naar de aarde zullen brengen. De bovengrens van de exosfeer kan worden gedefinieerd als de afstand waarop de invloed van de druk van de zonnestraling op atomaire waterstof groter is dan die van de zwaartekracht van de aarde. Dit gebeurt op de helft van de afstand tot de maan . De exosfeer, die vanuit de ruimte kan worden waargenomen als de geocorona, strekt zich uit tot minstens 10.000 kilometer van het aardoppervlak.,