Homosfera

La homosfera es la capa de una atmósfera donde los gases a granel se mezclan homogéneamente debido a la mezcla turbulenta o la difusión de remolinos. La mayor parte de la composición del aire es uniforme, por lo que las concentraciones de moléculas son las mismas en toda la homosfera. La parte superior de la homosfera se llama homopausa, también conocida como turbopausa. Por encima de la homopausa está la heterosfera, donde la difusión es más rápida que la mezcla, y los gases pesados ​​disminuyen en densidad con la altitud más rápidamente que los gases más ligeros.

Algunos de los procesos que impulsan esta uniformidad incluyen la convección de calentamiento y los patrones de flujo de aire. En la troposfera, el aire cálido ascendente reemplaza al aire superior más frío que mezcla los gases verticalmente. Los patrones de viento empujan el aire a través de la superficie mezclándolo horizontalmente. A mayores altitudes, existen otros regímenes de circulación atmosférica, como la circulación de Brewer-Dobson en la estratosfera terrestre, que mezcla el aire. En el mesófero de la Tierra, las ondas atmosféricas se vuelven inestables y se disipan, creando una mezcla turbulenta de esta región.

La homosfera de la tierra

La homosfera de la Tierra comienza en la superficie de la Tierra y se extiende hasta la turbopausa a unos 100 km. Incorpora toda la troposfera, la estratosfera, la mesosfera y la parte inferior de la termosfera. Químicamente, la homosfera está compuesta por un 78 % de nitrógeno, un 21 % de oxígeno y trazas de otras moléculas, como el argón y el dióxido de carbono. Contiene más del 99% de la masa de la atmósfera terrestre. La densidad del aire disminuye con la altura en la homosfera. Por definición y en particular, también incluye una banda de 10 km de espesor de mesosfera elemental de sodio.

Variaciones en la concentración

Una excepción a gran escala a la mezcla efectiva es la capa de ozono, centrada a unos 20 - 30 km de altitud, donde la concentración de O ₃ es mucho mayor que en el resto de la atmósfera. Esto se debe a la luz ultravioleta entrante, que convierte el O ₂ en O ₃. Este ozono creado en sí mismo bloquea la penetración de la mayoría de la luz ultravioleta en las capas inferiores de la atmósfera y crea niveles similares de ozono allí. Con una vida media de aproximadamente un día a temperatura ambiente, el ozono se descompone antes de que pueda mezclarse completamente con los niveles inferiores de la atmósfera. El agujero de ozono es una estructura relativamente estable causada por una combinación de contaminación y patrones de viento antárticos en la estratosfera.

La concentración de vapor de agua (humedad) varía considerablemente, especialmente en la troposfera, y es un componente principal del clima. La evaporación del agua es impulsada por el calor de la radiación solar entrante, y las variaciones de temperatura pueden hacer que el aire saturado de agua elimine el agua en forma de lluvia, nieve o niebla. El calor ganado y perdido por el agua a través de estos procesos aumenta la turbulencia en la atmósfera inferior, especialmente a mesoescala y microescala. La circulación de Brewer-Dobson es una teoría de la circulación del ozono a gran escala.

Las concentraciones de otros gases traza son más altas cerca de fuentes naturales y artificiales. Esto incluye la contaminación de la actividad humana (especialmente la agricultura, la industria y el transporte), los campos de gas natural, el radón producido por la descomposición radiactiva de ciertos minerales, el gas volcánico, las emisiones de las erupciones límnicas. Las plantas y los microorganismos que realizan la fotosíntesis emiten oxígeno y absorben dióxido de carbono, pero los niveles de CO ₂ se ven más afectados por los incendios forestales y la actividad humana.