Atmosphäre#
von Trina und Niketa Ukaj; BG/BRG Pestalozzi, 7b; Betreuung: Müller, Camhy; 62 Punkte;Der Name Atmosphäre kommt vom Griechischen: atmos (Dampf) und sphaira (Kugel); Die Atmosphäre ist die Lufthülle, die unsere Erde umgibt.
Chemische Zusammensetzung:
Sie ist ein Gasgemisch, das aus Stickstoff, Sauerstoff, Argon, Wasserdampf und Kohlendioxid, aber auch aus noch weiteren Spurengasen, besteht. Stickstoff (N2) stellt mit etwa 78% den größten Anteil an der Zusammensetzung der Atmosphäre. N2 ist ein relativ träges Gas, unter normalen Bedingungen geht es mit anderen Elementen selten Verbindungen ein. Der Anteil des Sauerstoffs (O2) macht knapp 21% aus. Sauerstoff ist für alle Oxidationsvorgänge auf der Erde notwendig. Die Produktion von O2 erfolgt durch Photosynthesevorgänge der grünen Pflanzen. Argon macht einen großen Teil unter den Spurenelementen aus. Argon ist ein Edelgas (chemisch inaktiv). Kohlendioxid (CO2) ist ein wichtiges Spurengas. Die Produktion von CO2 erfolgt bei der Atmung, Verwesung, Bränden,… Durch die Fähigkeit, Wärmestrahlung zu absorbieren, wird eine Erwärmung der unteren Atmosphäre ermöglicht. CO2 ist (neben Wasserdampf) der Hauptverursacher des atmosphärischen Treibhauseffektes.
Aufbau:
Die Atmosphäre wird in sechs Schichten eingeteilt: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre, Exosphäre und Ionosphäre. Die Eigenschaften der Atmosphäre ändern sich mit zunehmender Höhe.
Troposphäre:#
Die Troposphäre reicht bis in 10 - 12 km Höhe. Hier spielen sich alle Wettererscheinungen, wie z.B. die Wolkenbildung, ab. Mit zunehmender Höhe nimmt die Temperatur ab. Die obere Grenze der Troposphäre ist die Tropopause. Die Lage der Tropopause ist stark von der geographischen Breite und der Jahreszeit abhängig. Typisch sind etwa 8 km in den polaren Regionen, 11 km in unseren Breiten und bis zu 18 km in den Tropen. Die Troposphäre enthält 80 % der Masse und auch fast den gesamten Wasserdampf der Atmosphäre. In der Höhe der Tropopause liegt die Temperatur bei etwa -60 °C. Hier treten auch die sogenannten Strahlströme als relativ schmale Bänder mit bis zu 500 km/h hohen Windgeschwindigkeiten auf. Im Bereich dieser Strahlströme laufen ständig wichtige Prozesse ab, die zu einer vertikalen Aufspaltung, Auflösung oder Neubildung der Tropopause führen. Wetter (Verdunstung, Wolkenbildung, Regen, Schnee) und die meisten chemischen Umwandlungen der Substanzen, die aus Ozeanen, Böden und Pflanzen, sowie durch menschliche Aktivität freigesetzt werden, laufen in der Troposphäre ab.
Stratosphäre: #
Die Stratosphäre schließt nach oben an die Troposphäre an. Sie liegt zwischen 12 - 50 km Höhe. Charakteristisch ist der deutliche Anstieg der Ozonkonzentration. Auch die Temperatur steigt in dieser Sphäre wieder an und liegt in 50 km Höhe bei ca. 0°C, weil Ozon die UV-Strahlung der Sonne absorbiert und sie in Wärme umwandelt. Hierdurch wird ein großer Anteil des UV Lichtes daran gehindert, bis zur Erdoberfläche durchzudringen. Deshalb ist die Ozonschicht für das Leben auf der Erde und das Klima sehr wichtig. Es gibt keine Wolken in der Stratosphäre, weil in der Tropopause die Temperaturen niedrig sind und ein Transport von Wasserdampf nur sehr gering ist. Man unterteilt die Stratosphäre in eine untere Stratosphäre, in der die Temperatur von -56 °C gleichbleibt, und eine obere Stratosphäre, die oberhalb von 20 km Höhe liegt. Hier steigt infolge der Strahlungsabsorption die Temperatur bis auf durchschnittlich 0 °C an.Mesosphäre:#
Die Mesosphäre liegt zwischen 50 - 85 km Höhe. Hier sinkt die Temperatur wieder. Ihr Minimum liegt bei fast -100 °C in ca. 80 km Höhe. Dies ist gleichzeitig die obere Grenze der Mesosphäre.Thermosphäre: #
Die Thermosphäre liegt zwischen 85 – 500 km Höhe. Hier kann man die Temperatur nicht unmittelbar messen, weil die Teilchendichte so gering ist. Man kann nur die Strahlungsenergie bestimmen und daraus die Temperatur errechnen.Exosphäre:#
Die Exosphäre liegt über 500 km Höhe. Hier ist der Druck so niedrig, dass man von Vakuum sprechen kann. „Vakuum“ ist der leere Raum.Ionosphäre: #
Die Ionosphäre ist die Schicht der Erdatmosphäre, die in einer Höhe von ungefähr 75 km über der Erdoberfläche anfängt und ist der Bereich der Atmosphäre, in welchem durch harte, kurzwellige solare Strahlung verstärkt Atome und Moleküle als Ionen, geladene Teilchen, vorkommen. Die Einstrahlung der Sonne ist wichtig für die Bildung solcher Ionen und die Ionenkonzentration ist abhängig von dem Sonnenstand. Sie weist sowohl einen Tagesgang, wie auch einen Jahresgang auf. Nachts oder bei fehlender Sonnenstrahlung läuft der Prozess der Wiedervereinigung einmal entstandener negativer und positiver Ionen zu neutralen Molekülen ab. Die Zusammensetzung der Luft ist ab einer Höhe von 100 km nicht mehr konstant und auch andere Folgeprozesse bewirken, dass sich in verschiedenen Höhen maximale Ionenkonzentrationen bilden. Sie werden D-, E- und F-Schicht genannt. Sie sind vor allem für die Ausbreitung von Wellen wichtig, weil sie wie ein Reflektor wirken und so den Funkverkehr ermöglichen.Recherche#
- Quelle 1: Köthe, Rainer: Unsere Erde. Tessloff, Nürnberg 1998. S.15.
- Quelle 2: Erde und Weltall. 1000 Fragen und Antworten. Das große Volkslexikon. Bertelsmann- Wissen Media Verlag, Gütersloh München 2006. S 172
- Quelle 3: Zusammensetzung der Atmosphäre. In: PG-Net. Das Lernportal zu Einführung in die Physische Geografie.
http://www.geo.fu-berlin.de/fb/e-learning/pg-net/themenbereiche/klimageographie/erdatmosphaere/zusammensetzung/index.html, zuletzt eingesehen am 06.03.2013.
- Quelle 4: Die Atmosphäre. In: espere. Environmental Science Published for Everybody Round the Earth.
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/4d5301d6078107c6810a759cc69208d3,0/Klima_kurz_gefasst/-_Atmosphaere_2ky.html, zuletzt eingesehen am 06.03.2013.
- Quelle 5: http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/atmosphaere.htm, zuletzt eingesehen am 06.03.2013.
- Quelle 6: Nachhaltigkeit philosophisch hinterfragt - Thema Atmosphäre, von Daniela G. Camhy und Anja Lindbichler