Aufbau der Erdatmosphäre
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Obwohl die Erdatmosphäre im Vergleich zur Erde nur sehr dünn ist - vergleichbar mit der Schale eines Apfels -
ist sie nicht homogen aufgebaut, sondern lässt sich auf
Grund des Temperaturverlaufs von der Erdoberfläche ausgehend nach oben in verschiedene Schichten
unterteilen:
- Troposphäre
- Stratosphäre
- Mesosphäre
- Thermosphäre
- Exosphäre
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Atmosphäre der Erde aufgenommen aus dem Weltall (Quelle: NASA)
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Die Schichten oberhalb der Stratosphäre sind unterschiedlich stark ionisiert und
werden auch als Ionosphäre bezeichnet. Diese Ionisierung kommt durch die energiereiche Strahlung der Sonne zu Stande.
Da sich aber der Einfall der Sonnenstrahung im Laufe eines Tages ändert, variieren somit auch
Schichtdicke und Ionisierungsgrad.
Diese Schicht reflektiert von der Erde ausgesandte kurzwellige Radiowellen, wodurch die
Funkübertragung über lange Strecken auf der Erde erst möglich wird.
Der Druck- und Dichteabfall von unten nach oben erfolgt exponentiell, das heißt auf der Erdoberfläche
misst man einen Luftdruck von 1013 hPa, in etwa 5.5 km nur mehr die Hälfte vom Bodendruck. Dieser
Druckabfall wird durch die barometrische Höhenformel beschrieben.
p(z) = p(0) *e -z/H
p(z) ... Druck in der Höhe z
p(0) ... Bodendruck
H ... Skalenhöhe (5500 m)
Die Skalenhöhe ist jene Höhe in der der Bodendruck auf den 1/e fachen Wert d.h. auf ca.
36 % abgefallen ist. Sie ist abhängig von der Temperatur, der Fallbeschleunigung und der
Zusammensetzung der Atmosphäre.
Troposphäre
Die Troposphäre reicht an den Polen bis in eine Höhe von ungefähr 7 km und am Äquator bis ca. 15 km, beinhaltet
aber 90 % der gesamten Atmosphärenmasse. Die Temperatur nimmt hier
um durchschnittlich 6.5 Grad pro Kilometer ab. In der Troposphäre spielt sich
das Wettergeschehen ab.
Stratosphäre
Die Stratosphäre reicht bis ungefähr 50 km Höhe. Interessant ist
hier die Ozonschicht, wodurch die Erdoberfläche vor
schädlicher UV-Strahlung geschützt wird. In der unten gezeigten Abbildung sieht man,
dass es in dieser Schicht ein Temperaturmaximum gibt.
Meso- und Thermosphäre
Die Mesosphäre erstreckt sich bis 80 km Höhe, darüber bis ca.
200 km liegt die Thermosphäre. Während in der
Mesosphäre die Temperatur auf bis -80°C abnimmt, steigt sie in der
Thermosphäre wieder stark an.
Exosphäre
Die Exophäre ist der oberste Teil der Erdatmosphäre. Da die
Anziehungskraft der Erde mit zunehmenden Abstand von der
Erdoberfläche abnimmt, ist sie in dieser Höhe schon so schwach, dass
Teilchen in den Weltraum entweichen können. In dieser Schicht findet man fast nur
mehr Wasserstoff.
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Die nebenstehende Abbildung zeigt den Temperaturverlauf in der Erdatmosphäre. In der Troposphäre
erkennt man einen linearen Temperaturabfall mit ungefär 6.5 Grad pro Kilometer. In der Stratosphäre, insbesondere
in der Ozonschicht steigt die Temperatur aber wieder stark an. In der darüberliegende Mesosphäre kommt es zu einem
neuerlichen Temperaturabfall, während sich die Thermosphäre, wie der Name schon verrät, mit
hohen Temperaturen auszeichnet.
Abbildung entnommen aus:
www.espere.net
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