Wir mögen die Luft, die wir atmen, für selbstverständlich halten, aber die Atmosphäre der Erde ist einzigartig unter allen Planeten. Es wird angenommen, dass die Atmosphäre, die die Erde umgibt, seit ihrer Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren existiert. Unsere Atmosphäre hat sich jedoch im Laufe der Zeit stark entwickelt und verändert. Ohne unsere geliebte Atmosphäre wäre unser Planet leblos, tagsüber von den sengenden Strahlen und der Strahlung der Sonne gebacken und nachts eiskalt. In dieser Lektion werden wir einige der Dinge erforschen, die unsere Atmosphäre so besonders machen.
In dieser Lektion werden wir lernen:
Die Erdatmosphäre ist die Gasschicht um die Erde. Die Atmosphäre wird durch die Schwerkraft der Erde an Ort und Stelle gehalten.
Die Atmosphäre schützt die Erde wie eine große Isolierdecke. Es absorbiert die Wärme der Sonne und hält die Wärme in der Atmosphäre, was der Erde hilft, warm zu bleiben - dies wird Treibhauseffekt genannt. Es hält auch die Gesamttemperatur der Erde ziemlich konstant, besonders zwischen Tag und Nacht. So wird uns nachts nicht zu kalt und tagsüber zu heiß.
Es gibt auch einen Teil der Atmosphäre, der als Ozonschicht bezeichnet wird und dazu beiträgt, die Erde vor der Strahlung der Sonne zu schützen. Diese große Decke trägt auch dazu bei, unsere Wettermuster und unser Klima zu formen. Das Wetter verhindert, dass sich an einem Ort zu viel heiße Luft bildet, und verursacht Stürme und Regenfälle. All diese Dinge sind wichtig für das Leben und die Ökologie der Erde.
Die Atmosphäre endet nicht an einem bestimmten Ort. Je höher Sie auf die Erde kommen, desto dünner wird die Atmosphäre. Es gibt keine klare Grenze zwischen der Atmosphäre und dem Weltraum.
75 % der Atmosphäre befinden sich innerhalb von 11 Kilometern (6,8 Meilen) von der Erdoberfläche.
Während Sauerstoff für das meiste Leben auf der Erde notwendig ist, besteht der Großteil der Erdatmosphäre nicht aus Sauerstoff.
Die Erdatmosphäre besteht aus etwa 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,9 % Argon und 0,1 % anderen Gasen.
Spuren von Kohlendioxid, Methan, Wasserdampf und Neon sind einige der anderen Gase, die die restlichen 0,1 % ausmachen.
Sauerstoff wird von Tieren zum Atmen benötigt und Kohlendioxid wird von Pflanzen für die Photosynthese verwendet.
Feste Partikel, einschließlich Asche, Staub, Vulkanasche usw., sind kleine Teile der Atmosphäre. Sie sind wichtig, um Wolken und Nebel zu erzeugen.
Die Erdatmosphäre ist in fünf Schichten unterteilt (von oben nach unten):
1. Troposphäre – Die Troposphäre ist die Schicht neben dem Boden oder der Erdoberfläche. Es erstreckt sich bis etwa 20 km (12 Meilen) über der Erdoberfläche. Hier leben wir und hier fliegen sogar Flugzeuge. Etwa 80 % der Masse der Atmosphäre befinden sich in der Troposphäre. Die Troposphäre wird durch die Erdoberfläche erwärmt.
2. Stratosphäre – Die Stratosphäre ist die zweite Schicht der Erdatmosphäre, die sich oberhalb der Troposphäre und unterhalb der Mesosphäre befindet. Die Stratosphärenschicht ist 35 km dick. Im Gegensatz zur Troposphäre bezieht die Stratosphäre ihre Wärme aus der Ozonschicht, die Sonnenstrahlung absorbiert. Dadurch wird es wärmer, je weiter man sich von der Erde entfernt. Wetterballons fliegen bis in die Stratosphäre.
3. Mesosphäre – Die Mesosphäre liegt direkt über der Stratosphäre und unter der Thermosphäre. Es erstreckt sich von etwa 50 bis 85 km. Hier verglühen die meisten Meteore beim Eintritt. Der kälteste Ort der Erde befindet sich an der Spitze der Mesosphäre.
4. Thermosphäre – Die Thermosphäre ist die nächste und die Luft ist hier sehr dünn. In der Thermosphäre können die Temperaturen extrem hoch werden. Diese Schicht ist in der Funkkommunikation sehr wichtig, da sie hilft, AM-Funkwellen zu reflektieren. Die Internationale Raumstation kreist im oberen Teil der Thermosphäre, etwa 320 bis 380 km über der Erde.
5. Exosphere - Die letzte Schicht und die dünnste. Es reicht bis zu 10.000 km über der Erdoberfläche. Dies ist die oberste Schicht und geht in den interplanetaren Raum über.
Wo eine Ebene in die nächste wechselt, um „Pause“ genannt zu werden. Die Tropopause ist also dort, wo die Troposphäre endet. Die Stratopause befindet sich am Ende der Stratosphäre. Die Mesopause liegt am Ende der Mesosphäre. Diese werden Grenzen genannt.
Die Kármán-Linie oder Karman-Linie ist ein Versuch, eine Grenze zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum zu definieren.
Einige Teile der Atmosphäre sind je nach Höhe heiß oder kalt. Wenn ein Objekt gerade nach oben klettert, wird es kälter, aber dann wird es heißer, wenn das Objekt höher steigt.
Die durchschnittliche Atmosphärentemperatur an der Erdoberfläche beträgt 14°C (57°F).
Troposphäre: Mit zunehmender Höhe sinkt die Lufttemperatur. Die Troposphäre ist in der Nähe der Erdoberfläche heißer, weil Wärme von der Erde diese Luft erwärmt. Mit zunehmender Höhe nimmt die Anzahl der Luftmoleküle ab; somit nimmt der Durchschnitt ihrer kinetischen Energie ab. Dieses Ergebnis ist eine Abnahme der Lufttemperatur mit zunehmender Höhe.
Stratosphäre: Mit zunehmender Höhe steigt die Lufttemperatur. Die Stratosphäre hat eine Ozonschicht, die Ozonschicht genannt wird. Diese Schicht absorbiert den größten Teil der UV-Strahlung des Sonnenlichts. Dadurch wird die Stratosphäre wärmer.
Mesosphäre: Mit zunehmender Höhe sinkt die Lufttemperatur. Die Mesosphäre weist wie die Troposphärenschicht eine Temperaturabnahme mit der Höhe auf, da die Dichte der Luftmoleküle abnimmt.
Thermosphäre: Mit zunehmender Höhe steigt die Lufttemperatur. Die Thermosphäre wird durch die Absorption solarer Röntgenstrahlen durch die Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle in dieser äußeren Schicht erwärmt. Somit steigt die Temperatur dieser Schicht mit der Höhe.
Die Atmosphäre hat Druck. Denn obwohl die Luft gasförmig ist, hat sie Gewicht. Der durchschnittliche atmosphärische Druck auf Meereshöhe beträgt etwa 101,4 Kilopascal (14,71 psi).
Die Dichte der Luft auf Meereshöhe beträgt etwa 1,2 Kilogramm pro Kubikmeter. Diese Dichte wird in größeren Höhen mit der gleichen Rate geringer, mit der der Druck geringer wird. Die Gesamtmasse der Atmosphäre beträgt etwa 5,1 × 1018 kg, was nur ein sehr kleiner Teil der Gesamtmasse der Erde ist.
