Die Erdatmosphäre: Aufbau, Wetterphänomene und Klimatologie

Die Erdatmosphäre: Grundlagen und Konzepte

Die Atmosphäre ist eine gasförmige Masse, die die Erde umgibt und sich über etwa 1000 km erstreckt. Sie filtert die Erwärmung und besteht aus Gasen, Wasserdampf und reichlich Stickstoff.

• Sonneneinstrahlung: Die Erwärmung der Atmosphäre und des Landes durch die Sonne.
• Terrestrische Ausstrahlung: Die Wärmeabgabe von der Erde in die Atmosphäre.
• Höhengradient der Temperatur (altothermer Gradient): Beschreibt die direkte Beziehung zwischen Temperatur und Höhe.
• Höhengradient des Luftdrucks (altobarischer Gradient): Beschreibt das direkte Verhältnis zwischen Höhe und atmosphärischem Druck.
• Millibar: Maßeinheit zur Messung des atmosphärischen Drucks.
• Insolation: Die Menge an Sonnenenergie, die eine Oberfläche empfängt.
• Isobaren: Linien auf Klimakarten, die den gleichen atmosphärischen Druck darstellen.
• Isothermen: Linien, die gleiche Temperaturen angeben.
• Barometer: Ein Instrument, das den Druck misst, den die Luftsäule auf Körper und den Boden ausübt, abhängig von den klimatischen Bedingungen und der Temperatur.
• Luv (Barlovento): Die Seite eines Berges, auf die Luftmassen treffen.
• Lee (Sotavento): Die dem Luv abgewandte Seite, wo Luftmassen zum Absinken gezwungen werden.
• Tiefdruckrinnen (Vaguadas): Wetterphänomene, die an karibischen Küsten durch den Energieaustausch von Luftmassen entstehen.

Der Wasserkreislauf

Der Wasserkreislauf ist der Prozess, bei dem Wasser in flüssiger Phase verschiedene Stadien durchläuft, um zum Ausgangspunkt zurückzukehren:

• Evaporation (Verdunstung): Übergang von flüssigem Wasser zu Wasserdampf.
• Kondensation: Wasserdampf verwandelt sich in kleine Wassertröpfchen und bildet Wolken.
• Sättigung: Die Wassertröpfchen erreichen ihr maximales Gewicht.
• Niederschlag: Der Prozess, bei dem eine große Menge Wasser aus den Wolken abregnet.
• Gefrieren: Flüssiges Wasser erstarrt bei niedrigen Temperaturen.
• Sublimation: Wenn Wasserdampf direkt zu Eis wird oder umgekehrt.
• Schmelzen (Fusion): Gefrorenes Wasser geht in den flüssigen Zustand über.

Klimatologie und Wetterelemente

• Klimatologie: Die Wissenschaft, die verschiedene Wetterphänomene studiert.
• Klima: Die charakteristischen Wetterphänomene einer Region über einen längeren Zeitraum.
• Temperatur: Der Grad der Wärme oder Kälte, den Körper aufweisen.
• Wetterelemente: Faktoren oder physikalische Bedingungen, die das Wetter bestimmen.

Atmosphärenschichten

Troposphäre

Die Troposphäre ist die unterste Schicht der Atmosphäre und beginnt direkt über dem Erdboden.

Merkmale der Troposphäre:

• Hier finden die meisten Wetterphänomene statt.
• Sie weist sowohl altobarische als auch altotherme Gradienten auf.
• Es gibt kalte und warme Luftmassen.
• Stürme mit wechselnden elektrischen Ladungen treten auf.
• Der Sauerstoffgehalt nimmt mit der Höhe ab.

Stratosphäre

Die Stratosphäre befindet sich oberhalb der Tropopause.

Merkmale der Stratosphäre:

• In den ersten Kilometern bleibt die Temperatur konstant, steigt dann aber rasch an.
• Es gibt Federwolken (Cirrus).
• Horizontale Luftströmungen sind häufig.
• Sie enthält die Ozonschicht, die vor UV-Strahlen schützt.

Mesosphäre

Die Mesosphäre ist eine Schicht mit folgenden charakteristischen Merkmalen:

Merkmale der Mesosphäre:

• Sie enthält Natrium.
• Sie ist arm an UV-Strahlen.
• Tagsüber werden Radiowellen reflektiert; nachts können die Temperaturen bis auf -70 °C sinken.

Ionosphäre

Die Ionosphäre ist die am stärksten ionisierte Zone der Atmosphäre.

Merkmale der Ionosphäre:

• Sie besitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit.
• Tagsüber ist sie näher an der Erdoberfläche, nachts entfernt sie sich.
• Sie enthält eine große Menge an Elektronen.
• Sie dient als reflektierender Schirm für Kurzwellen.

Exosphäre

Die Exosphäre ist die äußerste Schicht der Atmosphäre.

Merkmale der Exosphäre:

• Hier beginnt die Erwärmung der Atmosphäre durch Konvektion.
• Sie besteht hauptsächlich aus Helium, Stickstoff und Wasserstoff.
• Die Ionisation von Wasserstoff führt zur Produktion von Polarlichtern.

Instrumente in der Klimatologie

• Heliograph (Heliofanograph): Misst die Intensität der Sonneneinstrahlung oder Sonnenstunden.
• Barometer: Misst den atmosphärischen Druck.
• Anemometer: Misst die Windgeschwindigkeit.
• Psychrometer: Misst die Luftfeuchtigkeit und den Taupunkt der Luft.
• Regenmesser: Misst die vorhandenen Niederschläge.
• Evaporimeter: Misst die Menge an Wasser, die in der Atmosphäre verdunstet.