de vanligaste molekylerna i jordens exosfär är de av de lättaste atmosfäriska gaserna. Väte är närvarande i hela exosfären, med lite helium, koldioxid och atomärt syre nära basen. Eftersom det kan vara svårt att definiera gränsen mellan exosfären och yttre rymden (Se ”övre gränsen” i slutet av detta avsnitt), kan exosfären betraktas som en del av interplanetära eller yttre rymden.
Lower boundaryEdit
exosfärens nedre gräns kallas exobase., Det kallas också den ”kritiska höjden” eftersom det här är den höjd där barometriska förhållanden inte längre gäller. Atmosfärisk temperatur blir nästan en konstant över denna höjd. På jorden varierar exobasens höjd från cirka 500 till 1000 kilometer (310 till 620 mi) beroende på solaktivitet.
exobaset kan definieras på ett av två sätt:
om vi definierar exobaset som höjden vid vilken uppåtgående molekyler upplever en kollision i genomsnitt, då är den genomsnittliga fria vägen för en molekyl lika med en tryckskalhöjd., Detta visas i följande. Tänk på en volym luft, med horisontellt område a {\displaystyle A} och höjd lika med den genomsnittliga fria vägen l {\displaystyle L} , vid tryck p {\displaystyle P} och temperatur t {\displaystyle t} . För en idealisk gas är antalet molekyler som finns i den:
n = P A L r t {\displaystyle n={\frac {pAl}{RT}}}
Där r {\displaystyle R} är den universella gaskonstanten., Från kravet att varje molekyl som reser uppåt genomgår i genomsnitt en kollision är trycket:
p = m a n g a {\displaystyle P={\frac {m_{a}ng}{a}}}
där M A {\displaystyle m_{a}} är gasens genomsnittliga molekylmassa. Att lösa dessa två ekvationer ger:
l = r t m a g {\displaystyle l={\frac {RT}{m_{a}g}}}
vilket är ekvationen för tryckskalans höjd., Eftersom tryckskalans höjd är nästan lika med densitetsskalans höjd för den primära beståndsdelen och eftersom Knudsen-numret är förhållandet mellan genomsnittlig fri väg och typisk täthetsfluktuationsskala betyder det att exobasen ligger i regionen där k n ( h E B) 1 {\displaystyle \mathrm {Kn} (H_{EB})\simeq 1} .
fluktuationen i exobasens höjd är viktig eftersom detta ger atmosfärisk drag på satelliter, vilket så småningom får dem att falla från omloppsbana om inga åtgärder vidtas för att upprätthålla omloppsbanan.,
övre gränsen för EarthEdit
i princip täcker exosfären avstånd där partiklar fortfarande är gravitationellt bundna till jorden, dvs partiklar har fortfarande ballistiska banor som tar dem tillbaka mot jorden. Exosfärens övre gräns kan definieras som det avstånd på vilket påverkan av solstrålningstrycket på atomväte överstiger jordens gravitationskraft. Detta händer på halva avståndet till månen . Exosfären, observerbar från rymden som geocorona, ses sträcka sig till minst 10 000 kilometer från jordens yta.,