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Die Atmosphäre ist die an der Rotation der Erde teilnehmende Lufthülle der Erde.
Griechisch: atmos = Dunst, sphaira = Kugel
Obwohl die innere Atmosphäre bis in eine Höhe von 400 km einen stockwerkartigen Aufbau aufweist, sind für die Klimatologie nur die untersten Schichten (bis in eine Höhe von 20 - 30 km) von Bedeutung.
Zusammensetzung:
Die Atmosphäre besteht aus einem physikalischen Gemisch verschiedener gasförmiger Elemente.
Die Hauptbestandteile:
75, 53 Gewichts - % Stickstoff (N2) (78,08 Volums - %)
23,14 Gewichts - % Sauerstoff (O2) (20,95 Volums - %)
1,28 Gewichts - % Argon (Ar) (0,93 Volums - %)
0,05 Gewichts - % Kohlendioxid (CO2) (0,03 Volums - %)
Außerdem sind in Spuren von Tausendstel und Miliardstel eine Reihe von Edelgasen, wie Neon (Ne), Helium (He), Krypton (Kr) und Xenon (X), sowie Ozon (O3) und Wasserstoff (H2) vorhanden.
Die letztgenannten variieren zeitlich und örtlich.
Wasserdampf spielt eine wichtige Rolle bei den hygrischen und thermischen Prozessen. Es gelangt durch Verdunstung in die Atmosphäre durch Verdunstung an Wasseroberflächen oder durch Transpiration an den Pflanzen.
Sein Anteil beträgt im Sommer 1,3% (Mittelbreiten), sinkt aber im Winter auf 0,3% oder auf 0% ab.
Dagegen steigt er in den Tropen bis auf 4%.
Das Kohlendioxid ist für den Energiehaushalt sehr wichtig.
Unter Einwirkung von Sonnenstrahlung werden durch das Kohlendioxid Assimilation und Photosynthese in Gang gehalten.
Auch seine Konzentration schwankt in Abhängigkeit von den Jahreszeiten und daher natürlich auch von der Photosynthese.
Der Wert beträgt für die letzten 50 Jahre 15 % des nat. Anteils von 0,03%.
Der Kohlendioxid Wert liegt bei Interglazialen höher als bei Glazialen.
Ozon findet sich in einer Höhe von 15 - 35 km und hat dort eine Funktion als Strahlenschutz. Es absorbiert den ultravioletten Anteil des Spektrums der Sonne zwischen 0,29 und 0,32 m.
Ohne diesen Ozonfilter wäre irdisches Leben nicht möglich.
Sein Gehalt ist über dem Äquator niedriger als in polaren Breiten , besonders im Frühjahr.
Aerosole - Staub, Rauch, Dampf, Salze, Mikroorganismen (Sporen Bakterien), sind kleinste Partikel.
Sie gelangen künstlich und nat. in die Atmosphäre.
Sie kommen aus den Trockengebieten der Erde oder aus der Industrie
Sie spielen bei atmosphärischen Prozessen und beim Durchgang der Strahlung durch die Atmosphäre eine Rolle.
Der Sauerstoffanteil ist in der Atmosphäre relativ konstant.
Es wird zwar viel Sauerstoff erzeugt, aber dennoch zum Beispiel beim Verbrennen oder beim Einatmen wieder gebunden.
Die Gesamtmasse der Atmosphäre beträgt ca. 5* 1015t
Das ist aber nur rund ein Millionstel der Masse des Gesamtsystems Erde und Atmosphäre.
95% der Atmosphäre liegen unterhalb von 50 km Höhe.
Vertikaler Aufbau:
Die innere Atmosphäre geht bis in eine Höhe von 400 km, und unterteilt sich in die Schichten:
Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre(Ionosphäre), und Exosphäre
Troposphäre (8 - 17) km, je nach geographischer Breite -----warum?
Erwärmung im Äquatorbereich bewirkt, dass sich die Atmosphäre nach oben ausdehnt.
Für die Klimatologie sind die Troposphäre und die Stratosphäre wichtig.
Troposphäre:
Abnahme der Temperatur mit der Höhe. (Größe der Temperaturabnahme =geometrischer Temperaturgradient). Durchschnitt zwischen 0,5°C und 0,6°C/100m. An der Obergrenze der Troposphäre haben die Temperaturen Werte von -50°C (Pol) und -90°C (Äquator)
Die Troposphäre läßt sich unterteilen:
Die Bodenschicht:
Bis in eine Höhe von 2m. Hier wird ein Großteil der Strahlung in Wärme umgesetzt.
Die Peplosphäre:
Bis in eine Höhe von 1.500 - 2.500 m. Wird nach oben durch die Peplopause begrenzt.
In diesem Bereich spielen sich die intensivsten Witterungserscheinungen ab. Die Peplopause ist häufig Anlaß für Verunreinigungen der bodennnahen Luft - besonders über Beckenlagen und in Industrieregionen (Inversion).
Die Tropopause:
Übergangsschicht zwischen Tropos - und Stratosphäre. - ist gleichfalls eine weltweite Inversionsschicht. Witterungsvorgänge variieren ihre Höhenlage.
Sie wölbt sich - über den Erdball in einer Höhe zwischen 7 - 8 km über den Polarkappen und 16 - 18 km über dem Äquator.
Die Stratosphäre:
Über den Polarkappen beträgt die Stratosphärentemeratur - 45°C.
--------"--- Tropengebieten ------------------"----------------------- - 80°C
Grund: Die Troposphäre kühlt über den Räumen unterschiedlich ab.
Von der Stratopause weg in der Höhe wo die Ozon Konzentration die Strahlung absorbiert - Temperaturzunahme auf 0°C
In 100 km Höhe geht sie aber wieder auf -80°C zurück. Von da ab nimmt die Temperatur wieder ständig zu.
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