Die Atmosphäre der Erde: Zusammensetzung, Dynamik und Klima

1. Die Atmosphäre der Erde

Die Atmosphäre ist eine Komponente des Systems Erde, die in ständigem Austausch von Materie und Energie mit anderen Teilsystemen steht. Dies macht sie dynamisch und veränderlich.

Die Atmosphäre schützt uns vor schädlicher Sonnenstrahlung und ermöglicht eine Temperatur, die Leben zulässt. Sie verteilt die Sonnenenergie um, unterstützt durch Meeresströmungen.

Luft ist essentiell für Lebewesen und Gemeingut. Ihre Nutzung durch menschliche Aktivitäten führt jedoch zu Störungen mit schwerwiegenden globalen Folgen. Es ist notwendig, die Treibhausgasemissionen zu kontrollieren, saubere Technologien zu nutzen und gesellschaftliche Einstellungen sowie wirtschaftliche Barrieren zu ändern, um zukünftige Schäden zu verhindern.

Bestandteile der Atmosphäre:

• N₂: Chemisch inertes Gas mit erhöhtem relativem Wert.
• O₂: Wird in Oxidations- und biologischen Prozessen verwendet und hat einen konstanten Wert. Absorbiert UV-Strahlung zwischen 120 und 200 nm.
• Edelgase: Inert und beständig.
• CO₂: Absorbiert Infrarotstrahlung (12.000 bis 20.000 nm) und verhindert Wärmeverlust. Beeinflusst den Energietransfer durch die Atmosphäre.
• Ozon (O₃): Absorbiert ultraviolette Strahlung von 200-300 nm.

2. Verteilung der Sonnenenergie

Die Energiemenge, die ein Ort auf der Erde erhält, hängt von zwei Faktoren ab:

• Einfallswinkel des Sonnenlichts
• Dauer der Sonneneinstrahlung

Vertikale und horizontale Bewegungen der Atmosphäre

Viele vertikale Bewegungen in der Troposphäre entstehen durch Temperaturunterschiede mit der Höhe.

Wenn die Temperatur steigt, sinkt die Luftdichte und umgekehrt. Warme Luft ist leichter und steigt auf, während kalte Luft schwerer ist und sinkt.

Oberflächendruckschwankungen führen zu horizontalen Bewegungen, die Luft von Hochdruck- zu Tiefdruckgebieten verdrängen. Wind ist die Bewegung von Luft, die durch Druckunterschiede entsteht.

Atmosphärische Zirkulation

Die Luft in der äquatorialen Region erwärmt sich, wird leichter, steigt auf und wird durch kalte, dichte Luft von den Polen ersetzt.

Durch die atmosphärische Zirkulation entstehen vier Klimazonen pro Hemisphäre: äquatorial, tropisch, gemäßigt und polar. Diese erklären jedoch nicht die gesamte Vielfalt der Klimazonen auf dem Planeten. Weitere Faktoren wie Höhe, Topographie und Kontinentalität oder Nähe zum Meer spielen ebenfalls eine Rolle.