Yläilmakehässä

Yläilmakehässä tarkoitetaan ilmakehän osaa, joka sijaitsee troposfäärin yläpuolella. Siihen viitataan yleensä ilmaston ja ilmakehän ilmiöiden yhteydessä, kun kyse on kerroksista korkeammalla kuin tavallinen sääilmakehä. Rajat eivät ole tarkasti kiinteät, ja määritelmä vaihtelee käyttötarkoituksesta riippuen; yleisesti yläilmakehä kattaa stratosfääriä, mesosfääriä sekä termosfääriä ja exosfäärin osia, sekä ionosfäärin vaikutusalueen.

Näiden kerrosten tutkiminen kattaa laajan alueen: stratosfääri ulottuu noin kymmentä enkelilämpötilan korkeuksilta 50–50–60 kilometriin, mesosfääri sijaitsee noin 50–85 kilometrin korkeudessa, ja termosfääri sekä exosfääri lähestyvät satoja ja jopa tuhansia kilometrejä. Näissä kerroksissa lämpötilan käyttäytyminen sekä atomic composition eroavat troposfäärästä, johtuen muun muassa otsonin vaikutuksesta stratosfäärissä sekä auringon säteilyn ja ionisaation vaikutuksista korkeammilla kerroksilla.

Yläilmakehän pääasiallinen koostumus on litteästi sama kuin alakerroksissa, mutta pitoisuudet ja kokonaisreaktiot muuttuvat. Typpikaasu (N2) ja happea (O2) muodostavat suurimman osan, mutta lisäksi on argonia, hiilidioksidia ja muita hivenkaasuja sekä ionisoituneita kaasukuplia ionosfäärissä. Lämpötilan kehitys on kerroksittain päinvastainen: stratosfääriin lämpötila yleensä nousee, mesosfäärissä lämpötilat laskevat korkeuden kasvaessa, ja termosfäärissä sekä sitä seuraavissa kerroksissa lämpötilat voivat nousta voimakkaastikin auringonsäteilyn vaikutuksesta.

Yläilmakehä liittyy läheisesti avaruussäähän ja ilmakehän vuorovaikutuksiin auringonpurkausten sekä ionisoivan säteilyn kanssa. Aurorat syntyvät usein termosfäärin ja ionosfäärin alueella, ja radio- sekä satelliittiyhteydet sekä lennot voivat vaikuttua näissä kerroksissa tapahtuvista ilmiöistä. Tutkimus yläilmakehässä tapahtuu pääasiassa satelliittejen, tutkien, ilmailun ja rakettitutkimusten avulla, ja sen ymmärtäminen on tärkeää sekä ilmaston että teknisten järjestelmien toimivuuden kannalta.