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La termosfera è lo strato dell'atmosfera terrestre tra la mesosfera (sotto) e l' esosfera (sopra). Il suo limite inferiore, la mesopausa , è ad un'altitudine di circa 95 km e il suo limite superiore, la termopausa , tra 500 e 1000 km . È in particolare all'interno della termosfera che orbita la Stazione Spaziale Internazionale .
L'atmosfera è divisa in cinque strati: dal basso verso l'alto, la troposfera , la stratosfera , la mesosfera , la termosfera e l' esosfera .
La termosfera è delimitata:
Il limite con l'esosfera dipende dall'attività solare . Sotto osservazione della NASA dal 1967, anche le sue dimensioni variano nel tempo. Ad esempio, nel 2008 e nel 2009, si contrae sotto l'effetto di una diminuzione dell'attività solare per poi riprendere l'espansione. Nel 2010 si è fortemente contratta senza che questa contrazione fosse legata all'attività solare.
Tra 100 e 150 chilometri di altitudine, l' ossigeno molecolare assorbe l' ultravioletto solare a lunghezze d'onda molto corte (tra 100 e 200 nm ). Il risultato è un aumento della temperatura con l'altitudine che oscilla tra 300 °C e 1600 °C a seconda dell'attività solare. Le temperature sono elevate, ma la densità della materia è estremamente bassa, tanto che, per la pelle umana, l'effetto di questa temperatura è trascurabile. La temperatura percepita, infatti, si aggira intorno ai 25 °C .
Le molecole di ossigeno (O 2) quindi si dissociano in due atomi di ossigeno (O), il che spiega perché l'ossigeno atomico diventa il costituente principale della termosfera.