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En la termósfera se producen las auroras polares, fenómenos que se originan cuando las partículas de gas de la capa reciben la energía que procede del sol, y que se presentan en forma de luminiscencia durante la noche, por lo general en los polos, aunque también pueden apreciarse en diversas partes del planeta durante periodos cortos.

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Un fenómeno característico de la estratosfera es el vórtice polar ártico. Constituye una enérgica corriente o chorro de aire frío que se mueve en las noches alrededor del polo norte. En verano, se contemplan en la estratosfera vientos del este y una dinámica equilibrada que apenas varía.

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El viento, la lluvia y la nieve. Es importante mencionar que la troposfera es aquella capa que se encuentra en contacto con la superficie terrestre, por ello podemos observar una gran cantidad de vapor de agua que producen las lluvias y nieve.

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En la mesosfera se producen también partículas cargadas eléctricamente, los iones, que son átomos o moléculas que han ganado o perdido electrones. Otro fenómeno observable, en la mesosfera es la caída de meteoritos, que al entrar en contacto, con esta capa y a causa de la fuerza de fricción, emiten luz.

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En esta capa de la atmósfera ocurre el fenómeno conocido como aurora boreal o austral. Las partículas (cargadas) emitidas por el sol, fluyen a través del denominado viento solar y estimulan a los átomos en la exósfera. Impactan las moléculas de oxígeno y nitrógeno, favoreciendo la ganancia de un electrón.

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La temperatura en la exosfera varía dramáticamente, ya que puede oscilar entre 0 y más de 1700 grados Celsius. Las temperaturas descienden en la noche y aumentan durante el día.

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La capa de la exosfera está compuesta principalmente por densidades muy bajas de hidrógeno, helio y otras moléculas más pesadas, incluyendo nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono más cerca de la exobase.

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Es muy similar a la de la troposfera en cuanto a proporción. En la troposfera el aire se conforma en su mayoría por nitrógeno (78 %), 21 % de oxígeno y 1 % de vapor de agua y dióxido de carbono; esta capa es la más densa de la atmósfera.

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La principal característica de la mesosfera es que es la capa de la atmosfera terrestre más fría, y baja más la temperatura a medida que va aumentando su altitud.
Esta capa se extiende aproximadamente desde 50 hasta 85 kilómetros de altura, y su espesor aproximado es de 35 km; no obstante, a pesar de su amplia extensión representa solo el 0,1 % de la masa total de la atmósfera.

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Es la cuarta capa, llamada así por las elevadas temperaturas que se alcanzan en ella debido a que los gases están ionizados, por eso también se denomina ionosfera. Si el sol está activo, las temperaturas en la termosfera pueden llegar a 1500 °C.

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La estratosfera contiene ozono (O₃), nitrógeno (N₂), oxígeno (O₂), óxidos de nitrógeno, ácido nítrico (HNO₃), ácido sulfúrico (H₂SO₄), silicatos y compuestos halogenados, como los clorofluorocarbonados. Algunas de estas sustancias provienen de erupciones volcánicas. La concentración de vapor de agua (H₂O en estado gaseoso) en la estratosfera, es muy baja.

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El fondo de la estratosfera está localizado a 10 km sobre el suelo en latitudes medias. La parte superior está localizada a 50 km de altitud. Es bastante seca y el aire en ella contiene poco vapor de agua. En ella se encuentra poca cantidad de nubes.

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Es una capa gaseosa compuesta en 78,08% de nitrógeno, 20,95% de oxígeno, y 0,93% de argón. Asimismo, presenta trazas de gases como CO 2, neón e hidrógeno y una proporción variable entre 0% al 4% de vapor de agua, dependiendo del área de la troposfera y la época del año.