Erdatmosphäre
Die Erdatmosphäre (von griechisch ατμός, atmós = Luft, Druck, Dampf und σφαίρα, sfära = Kugel), die Atmosphäre der Erde, ist die gasförmige Hülle oberhalb der Erdoberfläche. Sie hat mehrere Schichten, die vor allekljöm durch ihren Temperaturverlauf bestimmt sind:
- die Troposphäre von 0 km bis zwischen 7 (Polargebiete) und 17 km (Tropen), begrenzt durch die Tropopause,
- die Stratosphäre von zwischen 7 und 17 km bis 50 km, begrenzt durch die Stratopause,
- die Mesosphäre von 50 km bis zwischen 80 und 85 km, begrenzt durch die Mesopause und
- die Thermosphäre / Ionosphäre von zwischen 80 und 85 km bis über 640 km.
- die Exosphäre von zwischen 500 und 1.000 km bis etwa 100.000 km (in den interplanetaren Raum übergehend).
Die Troposphäre wird auch als Untere Atmosphäre, Mesosphäre und Stratosphäre gemeinsam als Mittlere Atmosphäre und Thermosphäre und Exosphäre zusammen als Obere Atmosphäre bezeichnet.
Die bodennahen Schichten bis in etwa 90 km Höhe sind recht gleichförmig aufgebaut. Was wir als Luft bezeichnen, besteht im wesentlichen aus 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,93 % Argon und anderen Edelgasen. Der Kohlendioxid-Gehalt beträgt nur 0,03 %, ist aber ein wichtiger Auslöser des regulären Treibhauseffektes, ohne den es auf der Erde bedeutend kälter wäre.
Die oberen Schichten bestehen aus sehr dünnem Gas, das nicht mehr in Molekülen, sondern in Atomen und Ionen vorliegt (daher der Name Ionosphäre). Dies liegt daran, dass die von der Sonne eingestrahlte hochenergetische Strahlung die Moleküle dissoziieren lässt, die so entstehenden Ionen aber erst nach längerer Zeit auf einen Partner treffen. Ferner kommt es auch zu einer Entmischung der Bestandteile nach ihrer unterschiedlichen molaren Masse. Dies führt zu einer Abnahme der mittleren molaren Masse mit zunehmender Höhe (siehe Abbildung). Das Studium dieser Schichten nennt man Aerologie.
Für die Entstehung des Wetters ist neben der Energiezufuhr durch die Sonneneinstrahlung hauptsächlich der Gehalt an Wasserdampf verantwortlich. Dieser kommt in wechselnder Konzentration von 0 % bis etwa 4 % (Volumen) in der Luft vor.
Erforschung der Atmosphäre
Das Forschungsflugzeug „High Altitude and Long Range Research Aircraft“ HALO zur wissenschaftlichen Untersuchung der Erdatmosphäre wird bis 2008 gebaut. HALO soll vor allem in der Troposphäre und der unteren Stratosphäre Messungen durchführen und für Erdbeobachtungen eingesetzt werden. Mit einer Flughöhe von mehr als 15 Kilometern, einer Nutzlast von drei Tonnen und einer Reichweite über 8.000 Kilometern übertrifft HALO alle bisher existierenden Flugzeuge dieser Art. HALO wird für das Leben auf der Erde bedeutsame Höhenschichten der Atmosphäre erreichen und damit einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Ozonproblematik und dem Austausch von Luftschadstoffen leisten. Das Flugzeug wird vom Flugplatz des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen starten.
Siehe auch: Meteorologie, Atmosphäre, Biosphäre, Biosphäre 2, Ozonschicht, Luft, Luftfeuchtigkeit, Kohlenstoffkreislauf, Historische Geologie