alt=|mini|Oblaci u Venerinoj atmosferi Venerina atmosfera je sloj plinova koji okružuje Veneru i koji zadržava Venerina gravitacija. Sastoji se uglavnom od ugljičnog dioksida i mnogo je gušći i topliji od Zemlje. Temperatura na površini je 740 K (467 °C), a tlak iznosi 93 bara (9,3 MPa), otprilike kao tlak 900 m ispod razine mora na Zemlji. Venerina atmosfera podržava neprozirne oblake sumporne kiseline, što onemogućava optičko promatranje površine na Zemlji i u orbiti. Podaci o topografiji dobiveni su isključivo radarskim snimanjem. Pored ugljičnog dioksida, druga glavna komponenta je dušik. Ostali kemijski spojevi prisutni su samo u tragovima.
Osim samih površinskih slojeva, atmosfera je u stanju snažne cirkulacije. Gornji sloj troposfere pokazuje fenomen super rotacije, u kojem atmosfera kruži planetom u samo četiri zemaljska dana, i to mnogo brže od današnjeg dana na Veneri koji traje 243 dana. Vjetrovi koji podržavaju super rotaciju pušu brzinom od 100 m/s (≈360 km/h) ili više. Vjetrovi se u višim slojevima kreću i do 60 puta brže od brzine rotacije planeta, dok Zemljini najbrži vjetrovi imaju samo 10% do 20% brzine rotacije. S druge strane, brzina vjetra postaje sve sporija kako se uspon s površine smanjuje, a povjetarac jedva doseže brzinu od 10 km/h (2,8 m/s) na površini.DK Space Encyclopedia: Atmosphere of Venus p 58. Brzina je vjetra na tlu oko 1 m/s. U blizini polova nalaze se anticiklonalne strukture nazvane polarni vrtlozi. Svaki vrtlog je dvostruk i pokazuje karakterističan uzorak oblaka u obliku slova S. Iznad je srednji sloj mezosfere koji odvaja troposferu od termosfere. Termosfera također jako cirkulira, ali je vrlo različite prirode - plinovi se griju i djelomično su ionizirani od Sunca na sunčanoj hemisferi i kasnije migriraju na tamnu hemisferu.
Za razliku od Zemlje, Veneri nedostaje magnetsko polje. Njena ionosfera odvaja atmosferu od svemira i sunčevog vjetra. Ovaj ionizirani sloj isključuje solarno magnetsko polje, dajući Veneri posebno magnetsko okruženje. To se smatra Venerinom induciranom magnetosferom. Laganiji plinovi, uključujući vodenu paru, solarni vjetar kontinuirano otpuhuje kroz rep inducirane magnetosfere. Nagađa se da je atmosfera Venere do oko prije 4 milijarde godina bila slična Zemljinoj s tekućom vodom na površini. Učinak stakleničkih plinova može biti uzrokovan isparavanjem površinske vode i naknadnim porastom razine drugih stakleničkih plinova. Bez tog učinka, zbog velikoga albeda atmosfere (0,65), temperatura bi na površini bila oko –20 °C, iako je Suncu bliže nego Zemlja.
Unatoč teškim uvjetima na površini, atmosferski tlak i temperatura na oko 50 km do 65 km iznad površine planeta gotovo je jednak onima na Zemlji, što čini njegovu gornju atmosferu najsličnijim područjem Zemlji u cijelom Sunčevom sustavu, čak sličnija nego površina Marsa. Zbog sličnosti tlaka i temperature i činjenice da je dišući zrak (21% kisika, 78% dušika ) lagani plin na Veneri na isti način kao što je helij plin lakši od zraka na Zemlji, gornja atmosfera je predložena kao mjesto i za istraživanje i za kolonizaciju.
Dana 29. siječnja 2013. znanstvenici ESA-e izvijestili su da ionosfera Venere struji prema van na način sličan "ionskom repu viđenom iz kometa u sličnim uvjetima".
Struktura i sastav mini|300x300px| Sastav atmosfere Venere. Grafikon na desnoj strani je prošireni prikaz elemenata u tragovima koji svi zajedno ne čine ni desetinu posto. mini|300px|Usporedba sastava atmosfera Venere, Zemlje i Marsa u prošlosti i sadašnjosti. Atmosfera Venere sastoji se od 96,5% ugljičnog dioksida, 3,5% dušika i tragova drugih plinova; ugljikovog monoksida (50 ppm), argona (70 ppm), vode (50 ppm), sumporovog dioksida (60 ppm), kisika (do 20 ppm), klorovodika (0,5 ppm), fluorovodika (5 · 10–3 ppm). Količina dušika u atmosferi je relativno mala u usporedbi s količinom ugljičnog dioksida, ali budući da je atmosfera toliko gušća od one na Zemlji, njen je ukupni sadržaj dušika otprilike četiri puta veći od Zemljine, iako na Zemlji dušik čini oko 78% atmosfere.
Atmosfera sadrži niz spojeva u malim količinama, uključujući neke na bazi vodika, poput klorovodika (HCl) i fluorovodika (HF). Tu su i ugljični monoksid, vodena para i atomski kisik. Velika količina vodika je vjerojatno iz atmosfere pobjegla u svemir, pri čemu je ostatak uglavnom povezan u sumpornoj kiselini i sumporovodiku. Gubitak značajnih količina vodika dokazuje se vrlo visokim omjerom D-H izmjerenim u atmosferi Venere. Omjer je oko 0,015–0,025, što je 100–150 puta više od zemaljske vrijednosti od 1,6 . Prema nekim mjerenjima, u gornjoj atmosferi D/H omjer je 1,5 veći nego u rasuloj atmosferi. +Atmosfera300x300pxVisina (km)Temp. (°C)Atmosferski tlak (atm)046292,10542466,651038547,391534833,042030622,522526414,93302229,851351805,917401433,501451101,97950751,06655270,531460−100,235765−300,0976570−430,0369080−760,00476090−1040,0003736100−1120,00002660
Troposfera Atmosfera je podijeljena na nekoliko dijelova ovisno o nadmorskoj visini. Najgušći dio atmosfere, troposfera, počinje na površini i proteže se do 65 km. Na površini poput peći vjetrovi su spori, ali na vrhu troposfere temperatura i tlak dosežu razine slične Zemlji i oblaci imaju brzinu do 100 m/s (360 km/h).
Atmosferski tlak na površini Venere je oko 92 puta veći od Zemlje, sličan tlaku 900 m ispod površine oceana. Atmosfera ima masu 4,8 kg, što je oko 93 puta veće od mase ukupne atmosfere na Zemlji. Gustoća zraka na površini je 67 kg/m3, što je 6,5% gustoće tekuće vode na Zemlji. Tlak pronađen na površini Venere dovoljno je visok da ugljični dioksid tehnički nije više plin, već nadkritična tekućina. Ovaj nadkritični ugljični dioksid tvori svojevrsno more koje prekriva cijelu površinu Venere. Ovo more nadkritičnog ugljičnog dioksida prenosi toplinu vrlo učinkovito, sprečavajući temperaturne promjene između noći i dana (koje traju 56 zemaljskih dana).
Velika količina CO2 u atmosferi, zajedno s vodenom parom i sumporovim dioksidom, stvaraju snažan efekt staklenika, zadržavajući solarnu energiju i podižući površinsku temperaturu na oko 740 K (467 °C), topliju od bilo kojeg drugog planeta u Sunčevom sustavu, čak i od Merkura, iako se nalazi dalje od Sunca i prima samo 25% sunčeve energije (po jedinici površine) koju prima Merkur. Prosječna temperatura na površini je iznad tališta olova (600 K, 327 °C), kositra (505 K, 232 °C) i cinka (693 K, 420 °C). Gusta troposfera također čini temperaturnu razliku između dnevne i noćne strane, iako spora retrogradna rotacija planeta uzrokuje da jedan sunčani dan traje 116,5 Zemljinih dana. Površina Venere provodi 58,3 dana u tami prije nego što se sunce ponovo digne iza oblaka.
Troposfera na Veneri sadrži 99% atmosfere po masi. Devedeset posto atmosfere Venere nalazi se unutar 28 km iznad površine; za usporedbu, 90% Zemljine atmosfere je unutar 10 km iznad površine. Na visini od 50 km atmosferski tlak je približno jednak onome na površini Zemlje. Na noćnoj strani Venere još uvijek se mogu naći oblaci na 80 km iznad površine.
Visina troposfere koja je najsličnija Zemlji blizu je tropopauze - granice između troposfere i mezosfere. Nalazi se malo iznad 50 km. Prema mjerenjima sondi Magellan i Venus Express, nadmorska visina od 52,5 do 54 km ima temperaturu između 293 K (20 °C) i 310 K (37 °C), a nadmorska visina 49,5 km iznad površine posjeduje tlak jednak onom Zemlje na razini mora. Budući da će svemirski brodovi s posadom poslani na Veneru moći nadoknaditi razlike u temperaturi do određene mjere, bilo gdje od oko 50 do 54 km ili tako iznad površine bila bi najlakša nadmorska visina na kojoj će se vršiti istraživanja ili biti osnovana kolonija, gdje bi temperatura bila u ključnom rasponu „tekuće vode“ od 273 K (0 °C) do 323 K (50 °C) i zračni tlak isti kao u područjima koja žive u Zemlji. Kako je CO2 teži od zraka, zrak u koloniji (dušik i kisik) mogao bi održavati strukturu koja pluta na toj visini poput zračnog broda.
Gornja atmosfera i ionosfera
Gornja atmosfera mini|Dijagram pojedinih slojeva atmosfere Venere. Granice gornjih slojeva (posebno položaj termopauze) mogu varirati ovisno o čimbenicima poput sunčeve aktivnosti. Boje su proizvoljne.
Mezosfera na Veneri proteže se od 65 km do 120 km visine, a termosfera počinje otprilike na visini od 120 km, dostižući na kraju gornju granicu atmosfere (egzosferu) na oko 220 do 350 km.
Venerina mezosfera može se podijeliti u dva sloja: donji između 62–73 km,This thickness correspond to the polar latitudes. It is narrower near the equator—65–67 km. i gornji između 73–95 km. U prvom sloju temperatura je gotovo konstantna na 230 K (-43 °C). U drugom sloju temperatura ponovo počinje padati i doseže oko 165 K (−108 °C) na nadmorskoj visini od 95 km, gdje započinje mezopauza. To je najhladniji dio atmosfere Venerine dnevne strane. U dnevnoj mezopauzi, koja služi kao granica između mezofere i termosfere, a nalazi se između 95-120 km, temperatura raste do konstantne - oko 300–400 K (27–127 °C) - vrijednost koja prevladava u termosferi. Suprotno tome, Venerina termosfera na noćnoj strani najhladnije je mjesto na Veneri s temperaturom čak 100 K (−173 °C). Još se naziva i kriosfera.
Uzorci cirkulacije u gornjoj mezosferi i termosferi Venere potpuno su različiti od onih u donjoj atmosferi. Na visinama od 90–150 km, Venerin se zrak kreće od dnevne prema noćnoj strani planeta, uzdižući se nad osvijetljenom sunčanom polovicom i spuštajući se nad tamnom. Spuštanje preko noći prouzrokuje adijabatsko zagrijavanje zraka, što u visini od 90–120 km stvara topli sloj u noćnoj mezosferi. Temperatura ovog sloja je 230 K (-43 °C), te je daleko viša od uobičajene temperature koja se nalazi u noćnoj termosferi — 100 K (−173 °C). Zrak koji cirkulira s dnevne polovice također nosi atome kisika koji nakon rekombinacije stvaraju molekule kisika u dugovječnom singletnom stanju (1Δg), koji se zatim opuštaju i emitiraju infracrveno zračenje na valnoj duljini od 1,27 μm. Ovo zračenje iz nadmorske visine od 90–100 km se često promatra sa Zemlje i svemirskim letjelicama. Noćna gornja mezofera i termosfera Venere također su izvor ne-lokalnih termodinamičkih ravnotežnih emisija CO2 i molekula dušičnog oksida, koji su odgovorni za nisku temperaturu noćne termosfere.
Sonda Venus Express pokazala je zvjezdanom okultacijom da se atmosferska izmaglica širi znatno dalje na noćnoj strani nego na dnevnoj. Na dnevnoj strani sloj oblaka ima debljinu od 20 km i prostire se na oko 65 km, dok na noćnoj strani sloj oblaka u obliku guste izmaglice doseže i do 90 km u visinu - daleko u mezosferu, nastavljajući još dalje do 105 km kao prozirnija izmaglica. Svemirska letjelica je 2011. otkrila da Venera ima tanki ozonski omotač na nadmorskoj visini od 100 km.
Ionosfera Venera ima proširenu ionosferu smještenu na nadmorskim visinama 120-300 km. Ionosfera se gotovo podudara s termosferom. Visoke razine ionizacije održavaju se samo tijekom dana na planetu. Preko noći koncentracija elektrona iznosi gotovo nula. Ionosfera Venere sastoji se od tri sloja: v1 između 120 i 130 km, v2 između 140 i 160 km i v3 između 200 i 250 km. Možda postoji dodatni sloj blizu 180 km. Maksimalna gustoća volumena elektrona (broj elektrona u jedinici volumena) 3 m−3 je dostignut u sloju v2 blizu subsolarne točke. Ionopauza se nalazi na visinama 220–375 km i odvaja plazmu planetarnog podrijetla od one inducirane magnetosfere. Glavne ionske vrste u v1 i v2 slojevima je O2+ ion, a v3 sloj se sastoji od O+ iona. Opaženo je da je ionosferna plazma u pokretu; solarna fotoionizacija na dnevnoj i ionska rekombinacija na noćnoj strani, su procesi uglavnom odgovorni za ubrzanje plazme do promatranih brzina. Čini se da je protok plazme dovoljan da održava noćnu ionosferu na ili blizu promatrane srednje razine gustoće iona.
Inducirana magnetosfera mini|lijevo|200px|Djelovanje Venere sa sunčevim vjetrom. Prikazane su komponente inducirane magnetosfere.