La mejor respuesta
Como han aludido otras respuestas, la densidad mesosférica es baja y, por lo tanto, la absorción de la radiación ultravioleta solar es baja. Aunque la composición de la mesosfera es la misma que en la superficie (aproximadamente 80\% N2, 19\% O2, 1\% Ar y 400 ppmv CO2), la baja densidad significa que cualquier radiación infrarroja absorbida de la Tierra puede escapar a espacio sin ser reabsorbido. Por lo tanto, hay un enfriamiento neto de esta región.
Una segunda característica de la mesosfera es que no está en equilibrio radiativo. Es decir, la radiación absorbida no es igual a la radiación emitida. La diferencia se debe a la dinámica de las olas. Las ondas creadas en la atmósfera inferior que se propagan hacia arriba crecen en amplitud a medida que la densidad disminuye para conservar energía, al igual que las olas del agua que se acercan a la playa. A medida que las ondas pasan a través de la estratosfera, que está en equilibrio radiativo con los vientos que se dirigen hacia el este en el invierno y hacia el oeste en el verano, se filtran y solo las ondas del oeste la atraviesan en el invierno y solo las del este en el verano. Cuando las ondas alcanzan la mesosfera, las ondas alcanzan amplitudes tan grandes que pueden romper y disipar su energía y depositar su impulso. Este impulso en realidad contrarresta los vientos impulsados por radiación e invierte la circulación global en altitudes cercanas a los 80-90 km creando un viento desde el hemisferio de verano hacia el invierno.
Debido a la continuidad, esta circulación de polo a polo provoca los vientos cerca del polo de verano para divergir a medida que el aire se mueve hacia arriba y hacia el ecuador, y aquellos en el polo de invierno para converger a medida que el aire se mueve hacia el polo y hacia abajo. Es decir, una parcela de aire por encima de la estratopausa en el verano se moverá hacia arriba a unos 90 km y hacia el ecuador, llegando finalmente al polo de invierno unas tres o cuatro semanas más tarde, donde se comprimirá y empujará hacia abajo. La expansión del aire hace que la mesosfera polar de verano sea mucho más fría de lo que estaría considerando la radiación (alrededor de 70 grados C). Por el contrario, la compresión de la mesosfera polar de invierno hace que se caliente unos 20 C más de lo que sería con el forzamiento radiativo.
El efecto más destacado es que el exceso de enfriamiento dinámico de la mesosfera de verano polar permite que el pocas partes por millón de vapor de agua se encuentran allí para condensarse y formar nubes. Cuando el sol se ha puesto en la atmósfera inferior, en latitudes más altas, estas nubes permanecen iluminadas por el sol cerca de 80 km y se conocen como nubes noctilucentes ( nubes noctilucentes ).
Respuesta
La tercera capa de la atmósfera terrestre separada de la estratosfera por la estratopausa y de la termosfera por la mesopausia. se encuentra entre 50 km y 80 km. La parte superior de la mesosfera es la parte más fría de la atmósfera alrededor de -90 ° C. A medida que asciende en la mesosfera, el aire se vuelve más frío. El aire es mucho más delgado (menos denso) en la mesosfera que en la estratosfera de abajo. Hay menos moléculas de aire para absorber la radiación electromagnética entrante del Sol. Eso incluye moléculas de ozono, que absorben la radiación ultravioleta y calientan la estratosfera. En la mesosfera, el aire enrarecido y las pequeñas cantidades de ozono evitan que el aire se caliente mucho. El dióxido de carbono en la mesosfera también ayuda a enfriar esta capa. Las moléculas de CO2 absorben la energía térmica cuando rebotan en otras moléculas. El CO2 libera parte de esa energía en forma de fotones en un proceso llamado emisión radiativa. Algunos de esos fotones viajan hacia el espacio. Esto aleja el calor de la mesosfera, por eso la mesosfera es la parte más fría