We kunnen de lucht die we inademen als vanzelfsprekend beschouwen, maar de atmosfeer van de aarde is uniek onder alle planeten. Men denkt dat de atmosfeer rond de aarde bestaat sinds de vorming ervan 4,5 miljard jaar geleden. Onze sfeer is echter in de loop van de tijd sterk ontwikkeld en veranderd. Zonder onze gekoesterde atmosfeer zou onze planeet levenloos zijn, overdag gebakken door de verzengende stralen en straling van de zon en 's nachts ijskoud. In deze les gaan we dieper in op enkele dingen die onze atmosfeer zo speciaal maken.
In deze les zullen we leren:
De atmosfeer van de aarde is de laag van gassen rond de aarde. De atmosfeer wordt op zijn plaats gehouden door de zwaartekracht van de aarde.
De atmosfeer beschermt de aarde als een grote deken van isolatie. Het absorbeert de warmte van de zon en houdt de warmte in de atmosfeer, waardoor de aarde warm blijft - dit wordt het broeikaseffect genoemd. Het houdt ook de algehele temperatuur van de aarde redelijk stabiel, vooral tussen dag en nacht. Zodat we het 's nachts niet te koud krijgen en overdag te warm.
Er is ook een deel van de atmosfeer dat de ozonlaag wordt genoemd en dat helpt de aarde te beschermen tegen de straling van de zon. Deze grote deken helpt ook om onze weerpatronen en klimaat te vormen. Het weer zorgt ervoor dat er zich op één plek niet te veel hete lucht vormt en veroorzaakt stormen en regenval. Al deze dingen zijn belangrijk voor het leven en de ecologie van de aarde.
De sfeer houdt niet op bij een bepaalde plek. Naarmate je hoger op de aarde komt, wordt de atmosfeer dunner. Er is geen duidelijke grens tussen de atmosfeer en de ruimte.
75% van de atmosfeer bevindt zich binnen 11 kilometer (6,8 mijl) van het aardoppervlak.
Hoewel zuurstof nodig is voor het meeste leven op aarde, is het grootste deel van de atmosfeer van de aarde geen zuurstof.
De atmosfeer van de aarde bestaat uit ongeveer 78% stikstof, 21% zuurstof, 0,9% argon en 0,1% andere gassen.
Sporen van kooldioxide, methaan, waterdamp en neon zijn enkele van de andere gassen die de resterende 0,1% uitmaken.
Dieren hebben zuurstof nodig om te ademen en kooldioxide wordt door planten gebruikt bij fotosynthese.
Vaste deeltjes, waaronder as, stof, vulkanische as, enz., zijn kleine delen van de atmosfeer. Ze zijn belangrijk bij het maken van wolken en mist.
De atmosfeer van de aarde is verdeeld in vijf lagen (van boven naar beneden):
1. Troposfeer – De troposfeer is de laag naast de grond of het aardoppervlak. Het strekt zich uit tot ongeveer 20 km (12 mijl) boven het aardoppervlak. Dit is waar we wonen en zelfs waar vliegtuigen vliegen. Ongeveer 80% van de massa van de atmosfeer bevindt zich in de troposfeer. De troposfeer wordt verwarmd door het aardoppervlak.
2. Stratosfeer – De stratosfeer is de tweede laag van de atmosfeer van de aarde, gelegen boven de troposfeer en onder de mesosfeer. De stratosfeerlaag is 35 km dik. In tegenstelling tot de troposfeer haalt de stratosfeer zijn warmte uit de ozonlaag die straling van de zon absorbeert. Als gevolg hiervan wordt het warmer naarmate je verder van de aarde verwijderd bent. Weerballonnen gaan zo hoog als de stratosfeer.
3. Mesosfeer - De mesosfeer bevindt zich direct boven de stratosfeer en onder de thermosfeer. Het strekt zich uit van ongeveer 50 tot 85 km. Dit is waar de meeste meteoren bij binnenkomst verbranden. De koudste plek op aarde bevindt zich bovenaan de mesosfeer.
4. Thermosfeer – De thermosfeer is de volgende en de lucht is hier erg ijl. Temperaturen kunnen extreem heet worden in de thermosfeer. Deze laag is erg belangrijk in radiocommunicatie omdat het helpt om AM-radiogolven te reflecteren. Het internationale ruimtestation ISS cirkelt in het bovenste deel van de thermosfeer, op ongeveer 320 tot 380 km boven de aarde.
5. Exosphere - De laatste laag en de dunste. Het gaat helemaal tot 10.000 km boven het aardoppervlak. Dit is de bovenste laag en gaat over in de interplanetaire ruimte.
Waar de ene laag overgaat in de volgende worden "pauzes" genoemd. Dus tropopauze is waar de troposfeer eindigt. De stratopauze bevindt zich aan het einde van de stratosfeer. De mesopauze is aan het einde van de mesosfeer. Dit worden grenzen genoemd.
De Kármán-lijn, of Karman-lijn, is een poging om een grens te definiëren tussen de atmosfeer van de aarde en de ruimte.
Sommige delen van de atmosfeer zijn warm of koud, afhankelijk van de hoogte. Als een object recht omhoog klimt, wordt het kouder, maar het wordt heter naarmate het object hoger klimt.
De gemiddelde atmosfeertemperatuur aan het aardoppervlak is 14°C (57°F).
Troposfeer: Naarmate de hoogte toeneemt, daalt de luchttemperatuur. De troposfeer is heter nabij het aardoppervlak omdat warmte van de aarde deze lucht verwarmt. Naarmate de hoogte toeneemt, neemt het aantal luchtmoleculen af; dus neemt het gemiddelde van hun kinetische energie af. Dit resultaat is een verlaging van de luchttemperatuur met een toename van de hoogte.
Stratosfeer: Naarmate de hoogte toeneemt, neemt de luchttemperatuur toe. De stratosfeer heeft een laag ozon die de ozonlaag wordt genoemd. Deze laag absorbeert het grootste deel van de ultraviolette straling van zonlicht. Hierdoor wordt de stratosfeer warmer.
Mesosfeer: Naarmate de hoogte toeneemt, daalt de luchttemperatuur. De mesosfeer heeft, net als de troposfeerlaag, een temperatuurdaling met de hoogte vanwege de afname van de dichtheid van de luchtmoleculen.
Thermosfeer: naarmate de hoogte toeneemt, neemt de luchttemperatuur toe. De thermosfeer wordt opgewarmd door de absorptie van zonnestraling door de stikstof- en zuurstofmoleculen in deze buitenste laag. De temperatuur van deze laag neemt dus toe met de hoogte.
De atmosfeer heeft druk. Dit komt omdat hoewel de lucht gas is, het gewicht heeft. De gemiddelde atmosferische druk op zeeniveau is ongeveer 101,4 kilopascal (14,71 psi).
De dichtheid van lucht op zeeniveau is ongeveer 1,2 kilogram per kubieke meter. Deze dichtheid wordt minder op grotere hoogten in dezelfde mate dat de druk lager wordt. De totale massa van de atmosfeer is ongeveer 5,1 × 1018 kg, wat slechts een heel klein deel is van de totale massa van de aarde.
