Die Atmosphäre der Erde

Die Atmosphäre ist die Lufthülle der Erde, die von Gasen gebildet wird, welche durch die Erdanziehung auf ihrer Oberfläche gebunden werden.

Die Atmosphäre - die Lufthülle der Erde - ist der Ort, in dem sich Klima und Wetter abspielen. Sie sorgt für den Temperaturausgleich zwischen Äquator und Polen, d.h. ohne sie wäre es unerträglich heiß bzw. kalt. Sie schützt uns außerdem vor dem Einfall gesundheitsschädlicher Strahlung, z. B. vor der ultravioletten (UV) Strahlung.

Wie die Grafik zeigt, wird die Atmosphäre auf Grund des vertikalen Temperaturverlaufes in verschiedene Schichten unterteilt. Die äußersten "Hüllen" der Erde sind die Thermosphäre und die Mesosphäre. In der äußeren Thermosphäre herrschen Temperaturen von bis zu 1000°C. In etwa 80 km Höhe trennt die Mesopause die Thermosphäre von der Mesosphäre ab.

Ozonschicht in der Stratosphäre

In ca. 50 km Höhe befindet sich die Stratopause. Sie grenzt die Mesosphäre von der darunterliegenden Stratosphäre ab. In ihr befindet sich die Ozonschicht. Sie absorbiert (aufnehmen) die Ultraviolette (UV) Strahlung. Die UV-Strahlung ist ein Teil der Sonnenstrahlung. Diese besteht aus verschiedenen Strahlungen unterschiedlicher Wellenlänge (elektromagnetisches Spektrum --> Physik), von denen wir optisch nur das Licht wahrnehmen können.

In der Ozonschicht ist die Konzentration an Ozon - einem Molekül mit drei Sauerstoffatomen - sehr groß. Zur Bildung von Ozon muss kurzwellige Ultraviolette Strahlung absorbiert werden. Damit das Ozon wieder abgebaut wird, wird langwelligere UV-Strahlung absorbiert. Zur Ozonbildung und -vernichtung wird also sowohl lang- als auch kurzwellige UV-Strahlung benötigt. Dadurch wird in der Ozonschicht die UV-Strahlung nahezu vollständig absorbiert. An die Erdoberfläche gelangen so nur das sichtbare Licht, die infrarote Strahlung (Wärmestrahlung) sowie andere langwelligere Strahlungen.

Die Absorption von UV-Strahlung ist eine Voraussetzung für Leben auf der Erde. Die ultraviolette Strahlung bewirkt Mutationen und ruft beim Menschen Hautkrebs hervor. So schützt die Ozonschicht in der Atmosphäre also vor gefährlicher Strahlung.

Wenn in einigen Regionen der Ozonschicht nur sehr wenig Ozon vorhanden ist, spricht man vom Ozonloch. Dort wird folglich nur sehr wenig UV-Strahlung absorbiert und gelangt zur Erdoberfläche. Daher ist es besonders in Australien wichtig, dass man sich gut vor der Sonnenstrahlung schützt, da dort das Ozonloch stark ausgeprägt ist.

Die Troposphäre als Ort des Wetters

Die Troposphäre ist für den Meteorologen die interessanteste Schicht, weil sich nur hier das gesamte Wettergeschehen abspielt. Diese unterste Schicht der Atmosphäre wird durch aufsteigende Warmluft erwärmt und kühlt sich an anderer Stelle wieder ab. Dadurch entstehen nicht nur Temperatur- sondern auch Luftdruckunterschiede, die wiederum Winde und Wolken bewirken. Diese Erscheinungen sind das Wetter.

Die Troposphäre wird nach oben durch die Tropopause abgegrenzt, die in den Tropen höher liegt als an den Polen, weil sich die warme Tropikluft gegenüber der kalten Polarluft stärker ausdehnt.

Chemische Zusammensetzung der Atmosphäre

Durch die Anziehungskraft der Erde werden auf ihrer Oberfläche Gase gebunden - die Atmosphäre. Zusammensetzung der untersten 100 km (= Homosphäre): 78,08% Stickstoff 20,95% Sauerstoff 0,93% Argon Gase, die einen Anteil von weniger als 1% haben, werden als Spurengase bezeichnet. Dazu gehören u.a. 0,03% Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf und Ozon. Einige Spurenelemente wirken als Treibhausgase, d.h. sie absorbieren Wärmestrahlung und halten so die 15°C Durchschnittstemperatur der Erde aufrecht.

In der untersten Schicht der Atmosphäre - der Troposphäre - spielt sich das gesamte Wetter- und Klimageschehen ab.

© Matthias Forkel,