A atmosfera de compreende a camada de gases que recobre a superfície do segundo planeta do Sistema Solar. É muito mais densa e quente do que a terrestre: a temperatura na superfície é de 740 K (467 °C, 872 °F), enquanto que a pressão é de 93 bar. A atmosfera venusiana possui nuvens opacas compostas de ácido sulfúrico, o que tornam impossíveis as observações ópticas da superfície. Informações sobre a topografia foram obtidas exclusivamente por imagens de radar. Os principais gases atmosféricos são o dióxido de carbono e o nitrogênio. Outros compostos químicos estão presentes apenas em pequenos traços.
A atmosfera de Vénus está num estado vigoroso de circulação e super-rotação, e circula o planeta inteiro em apenas quatro dias terrestres, muito mais rápido que a rotação do planeta de 243 dias. Os ventos que produzem a super-rotação atingem velocidades de mais de 100 m/s (360 km/h) e se movem a uma velocidade 60 vezes maior que a rotação do planeta, enquanto que na Terra os ventos mais rápidos atingem de 10% a 20% da velocidade de sua rotação. Por outro lado, o vento fica cada vez mais lento conforme a elevação da superfície diminui, com a brisa mal chegando à velocidade de 10 km/h na superfície.DK Space Encyclopedia: Atmosphere of Venus p 58. Perto dos polos existem estruturas anticiclônicas chamadas vórtices polares. Cada vórtice possui dois olhos e apresenta um padrão de nuvens característico em forma de S.
Ao contrário da Terra, Vênus não possui campo magnético. Sua ionosfera separa a atmosfera do espaço sideral e do vento solar. Essa camada ionizada exclui o campo magnético solar, dando ao planeta um ambiente magnético distinto, chamado de magnetosfera induzida de Vênus. Gases leves, incluindo vapor de água, são continuamente levados pelo vento solar através da cauda magnética induzida. Especula-se que há quatro bilhões de anos a atmosfera de Vênus era parecida à da Terra, com água líquida na superfície. O efeito estufa pode ter sido causado pela evaporação da água superficial e aumento subsequente de gases do efeito estufa.
Apesar das condições extremas na superfície de Vênus, a pressão atmosférica e temperatura entre 50 km e 65 km acima da superfície do planeta são aproximadamente as mesmas da Terra, fazendo de sua atmosfera superior a área mais parecida à Terra no Sistema Solar, mais parecida com ela do que a superfície de Marte. Devido à similaridade em pressão e temperatura e o fato de que em Vênus o ar respirável (21% de oxigênio, 78% de nitrogênio) é mais leve que a atmosfera, foi proposto que a atmosfera superior pudesse ser um bom lugar para exploração e colonização.
Estrutura e composição Composição thumb|Gráfico de setores da atmosfera de Vênus. O gráfico da direita é uma visão expandida dos elementos que juntos não fazem nem um décimo de um por cento.
A atmosfera de Vênus é composta principalmente por dióxido de carbono, junto com uma pequena quantidade de nitrogênio e traços de outros elementos. A quantidade de nitrogênio na atmosfera é relativamente pequena comparada com a quantidade de dióxido de carbono mas como a atmosfera é muito maior que a da Terra, seu conteúdo de nitrogênio é aproximadamente quatro vezes maior, mesmo com o nitrogênio compondo cerca de 78% da atmosfera terrestre.
A atmosfera venusiana contém vários compostos em pequenas quantidades, incluindo alguns baseados no hidrogênio como cloreto de hidrogênio e fluoreto de hidrogênio, e também monóxido de carbono, vapor de água e oxigênio molecular. Foi teorizado que uma grande quantidade do hidrogênio foi perdida, com a maior parte do restante virando ácido sulfúrico (H2SO4) e sulfeto de hidrogênio. Subsequentemente, há muito pouco hidrogênio na atmosfera do planeta. A perda de uma grande quantidade de hidrogênio é provada pela alta relação D/H medida na atmosfera de Vênus. A relação é de 0,025, muito maior que o valor terrestre de 1,6. Além disso, a relação D/H na atmosfera superior do planeta é 1,5 vezes maior que na atmosfera inferior.
Em setembro de 2020, foi anunciado que a fosfina, um potencial biomarcador que indica a presença de vida, havia sido detectada na atmosfera venusiana. Nenhuma fonte abiótica conhecida presente no planeta poderia produzir fosfina nas quantidades detectadas.
Troposfera
thumb|left|Desenho de Mikhail Lomonosov feito em 1761 em seu trabalho sobre a descoberta da atmosfera de Vênus.
A atmosfera de Vênus é dividida em algumas seções dependendo da altitude. A parte mais densa da atmosfera, a troposfera, começa na superfície e se estende a até 65 km de altura. Na superfície os ventos são lentos, mas no topo da troposfera a temperatura e a pressão ficam em níveis parecidos aos da Terra e as nuvens alcançam velocidades de 100 m/s.
A pressão atmosférica na superfície de Vênus é cerca de 92 vezes a terrestre, similar à pressão exercida a 910 metros abaixo da superfície dos oceanos. Ela tem uma massa de 4,8 kg, cerca de 93 vezes a massa total da atmosfera da Terra. A pressão encontrada na superfície de Vênus é alta o suficiente para que o dióxido de carbono deixe de ser um gás, mas um fluido supercrítico. A densidade do ar na superfície é de 67 kg/m³, que é 6,5% a densidade da água líquida na Terra.
A maior quantidade de CO2 na atmosfera de Vênus juntamente com vapor de água e dióxido de enxofre cria um poderoso efeito estufa, aprisionando a energia solar e aumentando a temperatura superficial a 740 K (467 °C), mais quente que qualquer outro planeta no Sistema Solar, inclusive Mercúrio, apesar de estar localizado ao dobro de distância ao Sol e receber apenas 25% da energia solar que Mercúrio recebe. A temperatura média na superfície é acima do ponto de derretimento do chumbo (600 K, 327 °C), estanho (505 K, 232 °C), e zinco (693 K, 420 °C). A atmosfera grossa também deixa a diferença de temperatura entre o dia e a noite menor, mesmo que a lenta rotação retrógrada do planeta faça que um único dia solar dure 116,5 dias terrestres. A superfície de Vênus fica 58,3 dias na escuridão antes que o Sol nasça novamente atrás das nuvens. +Atmosfera250pxAltura(km)Temperatura(°C)Pressãoatmosférica(x Terra)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
Em Vênus a troposfera contém 99% da massa da atmosfera sendo que 90% da massa está localizada a até 28 km da superfície. Por comparação, 90% da atmosfera da Terra está localizada a até 10 km da superfície. A uma altura de 50 km a pressão atmosférica é aproximadamente igual à da superfície terrestre. No lado de Vênus onde é noite nuvens podem ser encontradas a até 80 km acima da superfície.
A área da troposfera venusiana mais similar à Terra está perto da tropopausa—a divisa entre a troposfera e a mesosfera. Está localizada um pouco acima de 50 km. De acordo com medições das sondas Magellan e Venus Express, a área entre 52,5 e 54 km tem uma temperatura entre 293 K (20 °C) e 310 K (37 °C), e a área a 49,5 km acima da superfície é onde a pressão fica igual à da Terra no nível do mar. Como naves tripuladas enviadas a Vênus seriam capazes de compensar as diferenças de temperatura até certo ponto, qualquer lugar de cerca de 50 a 54 km acima da superfície seria a melhor área para exploração ou colonização, onde a temperatura permitiria a existência de água líquida (entre 273 K (0 °C) e 323 K (50 °C)) e a pressão do ar estaria igual a regiões habitadas da Terra.
Circulação
A circulação na troposfera de Vênus segue uma aproximação ciclostrófica. A velocidade de seu vento é determinada pelo balanço do gradiente de pressão e pelas forças centrífugas no fluxo zonal. Em contraste, a circulação na atmosfera terrestre é governada pelo balanço geostrófico. A velocidade do vento em Vênus pode ser medida diretamente somente pela atmosfera superior (tropopausa), em altitudes entre 60 e 70 km, que corresponde à cobertura das nuvens superiores. O movimento das nuvens geralmente é observado na parte ultravioleta do espectro, onde o contraste entre as nuvens é maior. A velocidade linear do vento nesse nível é de cerca de 100 ± 10 m/s em latitudes menores que 50°. O vento se move em direção retrógrada, assim como a rotação do planeta. Ele diminui rapidamente em direção a latitudes altas, eventualmente atingindo zero nos polos. Esses fortes ventos do topo da atmosfera causam um fenômeno conhecido como super-rotação da atmosfera. Em outras palavras, esses ventos rápidos circulam todo o planeta mais rapidamente que a rotação dele. A super-rotação de Vênus é diferencial, o que significa que a troposfera equatorial super-rotaciona mais lentamente que a troposfera em latitudes médias. Os ventos também têm um forte gradiente vertical. Eles declinam profundamente na troposfera em uma taxa de 3 m/s per km. Ventos próximos da superfície de Vênus são muito mais lentos que os da Terra. Eles se movem a apenas alguns quilômetros por hora (geralmente menos de 2 m/s com média de 0,3 a 1,0 m/s), mas devido à alta densidade da atmosfera na superfície, isso é suficiente para transportar poeira e pequenas pedras pela superfície, como uma lenta corrente de água.
esquerda|thumb|Componentes meridionais da circulação atmosférica de Vênus. A circulação meridional é muito menor que a circulação zonal, que transporta calor entre os lados do planeta.
Todos os ventos em Vênus são conduzidos por convecção. O ar quente sobe na zona equatorial, onde o aquecimento solar está concentrado, e vai para os polos. Esse fenômeno é chamado de circulação de Hadley. No entanto, o movimento de ar meridional é muito mais lento que ventos zonais. O limite polar da célula de Hadley em Vênus é próximo à latitude 60°. Nessa área o ar desce e volta ao equador abaixo das nuvens. Essa interpretação é suportada pela distribuição do monóxido de carbono, que é concentrado em latitudes próximas a 60°. Acima do limite polar da célula de Hadley um padrão diferente de circulação é observado. Em latitudes entre 60° e 70° há colares polares gelados, que são caracterizados por temperaturas de 30 a 40 K mais baixas que na troposfera superior em latitudes próximas. A baixa temperatura provavelmente é causada pelo afloramento do ar neles e pelo resfriamento adiabático resultante. Essa interpretação é suportada pelas nuvens mais altas e densas nos colares. As nuvens ficam em altitudes entre 70 e 72 km nos colares—cerca de 5 km mais alto que nos polos e latitudes baixas. Uma conexão pode existir entre os colares frios e os rápidos jatos de latitudes médias nos quais o vento atinge velocidades de 140 m/s. Jatos assim são uma consequência natural da circulação tipo Hadley e devem existir em Vênus entre latitudes de 55 a 60°.