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Wetterthema

21.04.2017

Die Atmosphäre

Sie umgibt die Erde wie eine Schutzschicht und ohne sie wäre ein Leben auf der Erde unmöglich. Die Atmosphäre. Doch wie setzt sie sich eigentlich zusammen und wie hoch sind denn die Temperaturen in den verschiedenen Schichten? Auf diese und noch mehr Fragen wird im folgenden Artikel näher eingegangen.

Der Aufbau der Atmosphäre wird in verschiedene Schichten unterteilt, die jeweils durch bestimmte Charaktereigenschaften gekennzeichnet sind. Beispielsweise ändert sich die chemische Zusammensetzung der Luft und auch die Temperaturen sind in den verschiedenen Atmosphärenschichten deutlich unterschiedlich.
Die unterste Schicht die am Erdboden anfängt und bis etwa 11 km reicht, wird Troposphäre genannt. Sie ist maßgeblich für unser Wettergeschehen verantwortlich und ist durch eine Temperaturabnahme mit der Höhe gekennzeichnet. Es herrscht eine starke Durchmischung durch den vertikalen Transport von Luftmassen und es findet die Wolken- und Niederschlagsbildung in der Troposphäre statt. Das Temperaturprofil ist dabei maßgeblich von der Strahlungsabsorption und Strahlungsemission an der Erdoberfläche abhängig, denn dadurch ergeben sich bestimmte Energieflüsse. Grundlegend nimmt die Temperatur in der Troposphäre um etwa 0,65 K/100 m ab.
K steht dabei für Kelvin und ein Kelvin entspricht einem Grad Celsius. Kelvin wird als Temperaturmaß vor allem in der Wissenschaft verwendet und 273,15 Kelvin entsprechen 0 °C.
Der Oberrand der Troposphäre wird durch die Tropopause bestimmt. Hier liegt die Temperatur bei etwa 216 K und bis in 20 km Höhe bleibt der Temperaturwert in etwa konstant. Dies nennt man auch eine isotherme Schichtung. Bis zu einer Höhe von 47 km befindet sich nun die Stratosphäre. Auch sie hat noch Auswirkungen auf das Wettergeschehen am Boden. Am wichtigsten ist jedoch das stratosphärische Ozon, das in eben dieser Sphäre gebildet wird. Dieses Ozon bildet ein Schutzschild gegen die für den Menschen schädliche kurzwellige ultraviolette Sonnenstrahlung. Das Ozonmaximum befindet sich dabei im globalen und langzeitlichen Mittel bei ungefähr 25 km Höhe.
An die Stratosphäre schließt sich die Stratopause und anschließend die Mesosphäre an. Nachdem die Temperatur in Höhe der Stratopause nur knapp unter dem Gefrierpunkt liegt wird die Mesosphäre dadurch charakterisiert, dass bis in den Bereich der Mesospause in circa 86 km Höhe eine Temperaturabnahme erfolgt. Alle Sphären bis in diese Höhe werden zusammengefasst unter dem Überbegriff Homosphäre, denn bis in die Höhe der Mesopause kann die Luft als ein Gas von konstanter stofflicher Zusammenfassung angesehen werden. Darüber schließt sich die Thermosphäre an, die bis in etwa 800 km reicht. Hier ist die Anzahl von Luftteilchen nun so klein, dass keine homogene Zusammensetzung der Luft mehr vorliegt. Es finden hier nun so viele unterschiedliche chemische und physikalische Prozesse statt, die für die Lufttemperatur in dieser Höhe verantwortlich sind. Hierauf näher einzugehen würde allerdings den Rahmen dieses Artikels sprengen.

21. April 2017
Dipl.-Met. Marcel Schmid
ARD-Wetterredaktion

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