Atmosphäre (Meteorologie)

(griechisch "Dunstkugel")

Gasgemisch, das einen Planeten umgibt. Voraussetzung für die Bildung einer Atmosphäre ist, dass das Gravitationsfeld eines Himmelskörpers stark genug ist, Gase vom Entweichen abzuhalten.

Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Die Erdatmosphäre setzt sich hauptsächlich aus Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %) zusammen. In geringen Anteilen finden sich in der Erdatmosphäre Argon, Kohlendioxid, Neon, Krypton, Xenon, Helium u.a. Sie wird durch die Erdanziehungskraft zusammengehalten.

Entstehung der Erdatmosphäre

Man nimmt an, dass sich die Atmosphäre im Verlauf der Erdgeschichte verändert hat. Die ausschließlich durch Vulkanismus entstandene Uratmosphäre enthielt wahrscheinlich so gut wie keinen Sauerstoff. Sie setzte sich vor allem aus Wasserdampf, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Stickstoff zusammen. Die Anreicherung der Erdatmosphäre mit Sauerstoff ist das Ergebnis der Fotosynthese, die mit der Entwicklung primitiver Lebensformen (Wasserorganismen) einsetzt.

Aufbau der Erdatmosphäre

Chemisch wird die Erdatmosphäre in die Ozonschicht eingeteilt (in 20 bis 30 km Höhe), in die Chemosphäre (bis 100 km Höhe) und in die Ionosphäre (bis 400 km Höhe).

Die Erdatmosphäre ist nach der vertikalen Temperaturverteilung in mehrere Schichten geteilt.

Die unterste Schicht wird Troposphäre genannt. Sie ist die wolkenreichste Schicht und kann - abhängig von der geografischen Breite - bis zu 16 km hoch sein. In dieser Schicht verläuft das Wetter, pro Kilometer Höhe sinkt die Temperatur um 6 °C, in ihrem obersten Bereich gibt es die höchsten Windgeschwindigkeiten. Auf die Troposphäre folgt die fast wolkenlose Stratosphäre. In ihr sind die Temperaturen nahezu immer gleichbleibend. Die Mesosphäre ist die Schicht zwischen 50 und 80 km, hier sinken die Temperaturen wieder rapide. In ihr finden sich die Nachtwolken. Die Thermosphäre befindet sich zwischen 80 und 500 km und ist durch besonders hohe Temperaturen gekennzeichnet, so ca. 1 200 °C in 500 km Höhe.

Nach einer anderen Aufteilung der Atmosphäre wird zwischen der bis etwa 80 km reichenden Neutrosphäre und der oberhalb der Neutrosphäre liegenden Ionosphäre unterschieden. Die Ionosphäre unterscheidet sich von der Neutrosphäre durch ihren wesentlich höheren Anteil an Ionen, hervorgerufen durch die ionisierende Wirkung der Sonne.

Außerdem kann man die Atmosphäre nach den Bestandteilen der Luft in die bis 80 km reichende Homosphäre und die darüber liegende Heterosphäre gliedern. Die äußerste Schicht der Atmosphäre bildet die Exosphäre, die aus reinem Wasserstoff besteht. Ihr folgt ab 400 km Höhe die Metasphäre, ab 800 km Höhe die Protosphäre, danach die Magnetosphäre.

Veränderungen der Atmosphäre

Die zunehmende Industrialisierung und die Intensivierung der Landwirtschaft haben in den letzten Jahrzehnten Veränderungen der Erdatmosphäre bewirkt.

Schadstoffe, die von Fabriken und Kraftfahrzeugen in die Atmosphäre abgegeben werden, führen zum so genannten Sauren Regen. Die Zunahme des Kohlendioxidanteils der Luft durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursacht den Treibhauseffekt. Die Intensivierung der Landwirtschaft führt zu einer starken Anreicherung der Atmosphäre mit Methan, wodurch der Treibhauseffekt verstärkt und die Selbstreinigungsfähigkeit der Atmosphäre eingeschränkt wird. Als Kühl- und Treibmittel eingesetzte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKWs) gefährden die Ozonschicht, die die Erde vor ultravioletter Strahlung schützt.