Die Erdatmosphäre: Aufbau, Schichten und Eigenschaften

Die Atmosphäre der Erde

Die Atmosphäre ist die gasförmige Schicht, die die Erde umgibt. Ihr durchschnittliches Gewicht beträgt etwa 1.000 Billionen Tonnen.

Eigenschaften der Atmosphäre

• Chemische Eigenschaften: Oxidation und Reduktion.
• Physikalische Eigenschaften: Mobilität (stetige Bewegung), Kompressibilität (der atmosphärische Druck ändert sich in Bezug auf Dichte und Temperatur) sowie Ausdehnbarkeit (Expansion).
• Luftbeschaffenheit: Die Luft ist farb- und geruchlos.
• Wärmedurchlässigkeit: Die Atmosphäre ist transparent für Sonnenstrahlung und nimmt die Form der Erde an.

Die Atmosphäre besteht aus verschiedenen Gasen und Dämpfen (permanente und variable Bestandteile). In der Biosphäre findet das Leben statt.

Schichten der Atmosphäre

Troposphäre

Dies ist die Region im direkten Kontakt mit der Erdoberfläche und der dichteste Bereich der Atmosphäre. Sie enthält 3/4 der atmosphärischen Luft und 2/3 des atmosphärischen Gewichts sowie fast den gesamten Wasserdampf. Die Temperatur sinkt mit der Höhe. Hier treten konvektive Bewegungen und Unwetter auf.

Stratosphäre

Die Stratosphäre ist eine stabile Schicht, in der die Temperatur mit der Höhe zunimmt. Sie enthält das stratosphärische Ozon (O₃), welches UV-Strahlung absorbiert. Diese Schicht wird durch Luftverschmutzung geschädigt. Es gibt hier nur wenig Wasserdampf und Niederschlag. Aufgrund chemischer Reaktionen wird sie auch als Chemosphäre oder Ozonschicht bezeichnet.

Mesosphäre

Diese Schicht erstreckt sich von 50 bis 100 km Höhe. Der Druck nimmt mit der Höhe ab, die Luft ist sehr trocken und die Sonnenstrahlung spaltet den vorhandenen geringen Wasserdampf auf.

Thermosphäre

Die Thermosphäre befindet sich in einer Höhe von ca. 500 km. Hier finden sehr heftige chemische Reaktionen statt und die Temperatur steigt an.

Exosphäre und Magnetosphäre

Die Exosphäre reicht bis zu einer maximalen Höhe von ca. 1.050 km und wird aus Ionen gebildet. Die Magnetosphäre erstreckt sich bis etwa 55.000 km und schirmt uns vor ionisierender Strahlung ab.

Atmosphärische Strahlung

Die Hauptquelle der Strahlung ist die Sonne mit einer Temperatur von ca. 15 Millionen Grad. Die Energie erreicht uns in Form von elektromagnetischen Wellen. Das Spektrum umfasst UV-Strahlung, sichtbares Licht, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Radiowellen.

Phänomene der Sonnenstrahlung

Zu den wichtigsten Prozessen gehören Absorption, Streuung und Reflexion. In der Atmosphäre finden photochemische und physikalische Prozesse statt, wobei elektronisch angeregte Moleküle, Radikale und Ionen eine Rolle spielen. Das Leben konzentriert sich dabei auf die Troposphäre.