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Infoblatt Atmosphäre
Vertikaler Aufbau der Atmosphäre (Lendl)
Beschreibung der Lufthülle der Erde
Durch die Anziehung der Erde werden auf ihrer Oberfläche Gase gebunden; diese bilden die Atmosphäre. Die
Atmosphäre ist demzufolge die Lufthülle der Erde. Sie wird in vier unterschiedlich hohe Schichten unterteilt:
Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre. Die Grundlage für diese Einteilung ist die Veränderung
der Temperatur mit zunehmender Höhe.
Die äußersten "Hüllen" der Erde – Thermosphäre und Mesosphäre
In ca. 500 km Höhe geht die Erdatmosphäre nahezu nahtlos in den Weltraum über. In diesem Übergangsbereich
herrschen Temperaturen von bis zu 1.000 °C, weshalb diese Schicht der Atmosphäre als Thermosphäre bezeichnet
wird. Unterhalb der Thermosphäre befindet sich die Mesosphäre. Beide Schichten werden in etwa 80 km Höhe durch
die Mesopause getrennt, an der die Temperatur mit zunehmender Höhe stark ansteigt. Erscheinungen in der
Thermosphäre sind die Polarlichter. Dabei werden von der Sonne ausgestrahlte Protonen und Elektronen durch das
Magnetfeld der Erde an den Polen in die Atmosphäre geleitet und dort durch Gase zum Leuchten angeregt. In der
oberen Mesosphäre werden manchmal Eiswolken nachts von den letzten Sonnenstrahlen angestrahlt und erscheinen
so als leuchtende Nachtwolken.
Voraussetzung für Leben – das Ozon in der Stratosphäre
In ca. 50 km Höhe befindet sich die Stratopause. Sie grenzt die Mesosphäre von der darunter liegenden Stratosphäre
ab. Innerhalb der Stratosphäre liegt die Ozonschicht. Dort ist die Konzentration an Ozon – einem Molekül mit drei
Sauerstoffatomen – sehr groß. Zur Bildung von Ozon muss kurzwellige UV-Strahlung absorbiert (aufgenommen)
werden. Damit das Ozon wieder abgebaut wird, wird langwelligere UV-Strahlung absorbiert. Zur Ozonbildung und vernichtung wird also UV-Strahlung benötigt und somit in der Ozonschicht nahezu vollständig dem Spektrum der
Sonnenstrahlen entzogen. An die Erdoberfläche gelangen daher nur das sichtbare Licht, die infrarote Strahlung
(Wärmestrahlung) sowie andere langwelligere Strahlungen. Die Absorption von UV-Strahlung durch das Ozon in der
Stratosphäre ist für das Leben auf der Erde von enormer Bedeutung: Ultraviolette Strahlen rufen in der Erbsubstanz
Mutationen hervor und können so ganze Pflanzen verändern oder bewirken beim Menschen Hautkrebs. Die
Ozonschicht vermindert solche Veränderungen.
Der Ort des Wetters – die Troposphäre
Die unterste Schicht der Atmosphäre ist mit ihrer Mächtigkeit von ca. 8 km an den Polen und bis zu 18 km in den
Tropen die "dünnste", aber für die Meteorologen die interessanteste. Sie wird nach oben durch die Tropopause
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abgegrenzt, die in den Tropen höher liegt als an den Polen, weil sich die warme Tropikluft gegenüber der kalten
Polarluft stärker ausdehnt.
Da sich durch die unterschiedliche Sonneneinstrahlung im Laufe eines Jahres oder eines Tages nur die unterste
Schicht der Atmosphäre erwärmt oder abkühlt, kommt es auch nur hier zu Temperaturunterschieden, die durch
Winde ausgeglichen werden. Diese Ausgleichströmungen mit ihren Folgeerscheinungen wie Wolken oder
Niederschlägen machen das Wetter aus. Das gesamte Wettergeschehen spielt sich also ausschließlich in der
Troposphäre ab.
Die Troposphäre wird durch Durchschnittswerte der für den Flugverkehr entwickelten internationalen
Standardatmosphäre definiert:
Werte der Standardatmosphäre (Troposphäre)
Luftdruck in 0 m Höhe
(NN)
Temperatur in 0 m Höhe
(NN)
Temperaturabnahme
Tropopausenhöhe
Tropopausentemperatur
1.013,25 hPa
+ 15 °C
0,65 °C / 100
m
11 km
- 56,5 °C
Chemische Zusammensetzung der Troposphäre
Wer meint, in der Luft befinde sich vor allem "Luft", irrt sich. Die Troposphäre besteht zu ca. 78 % aus Stickstoff und
nur zu ca. 21 % aus Sauerstoff. Das restliche Prozent bilden das Edelgas Argon und die auf Grund ihres minimalen
Anteils so genannten Spurengase:
Zusammensetzung der Troposphäre
Gas
Volumenprozent
Stickstoff
N2
78,084
Sauerstoff
O2
20,9476
Argon
Kohlendioxid
Ar
CO2
Neon
Helium
Ne
He
CH4
0,934
0,035 (veränderlich)
vorindustrieller Gehalt (1860):
0,029
0,001818 (veränderlich)
0,000524
Methan
Krypton
Wasserstoff
Kr
H2
Stickoxidul
N2O
(Distickstoffoxid)
0,0002 (veränderlich)
0,000114
0,00005
0,00005
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Xenon
Ozon
Xe
O3
0,0000087
0,000007 (veränderlich)
Unter den Spurengasen sind neben dem Ozon auch noch das Kohlenstoffdioxid, das Methan und der im Wasser
gebundene Wasserstoff bedeutend. CO2 und CH4 sind Treibhausgase, d. h. sie absorbieren die Wärmestrahlung und
sorgen so für die Aufrechterhaltung der 15 °C Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche. Das Wasser ist die
Vorraussetzung für Wolkenbildung und Niederschläge.
Quellen:
Quelle: Geographie Infothek
Autor: Matthias Forkel
Verlag: Klett
Ort: Leipzig
Quellendatum: 2004
Seite: www.klett.de
Bearbeitungsdatum: 09.04.2012
Autor/Autorin:
Matthias Forkel
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Letzte Änderung: 28.07.2014
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