Die NASA-Profis erklären uns die Erdatmosphäre!

Die Erdatmosphäre ist eine komplexe Hülle aus Gasen, die wie eine Schutzblase um unseren Planeten liegt. Sie versorgt uns mit der Luft, die wir atmen, und schützt uns vor schädlicher ultravioletter (UV) Strahlung. Darüber hinaus reguliert sie die Temperaturen auf der Erde, indem sie Wärme einfängt und moderate, lebensfreundliche Temperaturbereiche aufrechterhält. Ohne die Atmosphäre wären die Temperaturen auf der Erde extremen Schwankungen ähnlich wie auf dem Mond ausgesetzt, wo es zwischen -133 °C und 121 °C schwankt.

Die Schichten der Erdatmosphäre

Die Atmosphäre der Erde besteht aus fünf Hauptschichten, die sich in Temperatur, chemischer Zusammensetzung und Luftdichte unterscheiden.

Troposphäre

Die Troposphäre ist die unterste Schicht und enthält die Luft, die Pflanzen für die Photosynthese und Tiere zum Atmen benötigen. Das Wetter der Erde findet in dieser Schicht statt, da sie den größten Teil der atmosphärischen Masse und den größten Teil des Wasserdampfs enthält. In der Troposphäre nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe ab, was zur Bildung von Wolken und Niederschlag führt.

Stratosphäre

Über der Troposphäre liegt die Stratosphäre, wo die Ozon-Schicht die UV-Strahlung der Sonne absorbiert und so die Erde schützt. In dieser Schicht steigen die Temperaturen mit zunehmender Höhe, was zu einer stabilen Schichtung führt, bei der kältere, dichtere Luft unten und wärmere, weniger dichte Luft oben liegt. In dieser ruhigen Zone fliegen die meisten Passagierflugzeuge.

Mesosphäre

Die Mesosphäre liegt über der Stratosphäre und ist die Schicht, in der Meteore verglühen. Diese Schicht ist die kälteste der Atmosphäre, da sie weniger Sonnenstrahlung erhält und die Luft hier dünner ist. Die Temperatur sinkt mit zunehmender Höhe, und die Mesopause, die Grenze zur nächsten Schicht, ist der kälteste Punkt der Atmosphäre.

Thermosphäre

Die Thermosphäre liegt oberhalb der Mesosphäre und ist sehr aktiv, da sie auf die Sonnenstrahlung stark reagiert. Temperaturen können bis zu 2000 °C erreichen. Diese extremen Temperaturen sind auf die geringe Dichte der Luft zurückzuführen, die dazu führt, dass jedes Gasteilchen mehr Strahlungsenergie aufnimmt. In dieser Schicht befinden sich die Internationale Raumstation und viele Satelliten im niedrigen Erdorbit.

Exosphäre

Die Exosphäre ist die äußerste Schicht der Erdatmosphäre, in der die meisten Satelliten kreisen. Sie markiert das Ende der Atmosphäre und den Beginn des Weltraums. Hier sind die Luftmoleküle so weit verteilt, dass sie allmählich in den Weltraum entweichen.

Aktuelle Forschungsthemen

Atmosphärenwissenschaftler untersuchen verschiedene Themen wie Treibhausgase, Luftverschmutzung und die Rolle der Wolken im Klimasystem.

Treibhausgase

Treibhausgase spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Erdtemperatur. Ihre Konzentration hat jedoch durch menschliche Aktivitäten zugenommen, was zu einem Anstieg der globalen Temperaturen führt und den Klimawandel vorantreibt.

Verschmutzung und Luftqualität

Luftverschmutzung ist ein ernstes Gesundheitsproblem, das durch natürliche Quellen wie Vulkane und Waldbrände sowie durch menschliche Aktivitäten wie den Verkehr und die Industrie verursacht wird. Feine Partikel wie PM2.5 können tief in die Lungen eindringen und gesundheitliche Probleme verursachen.

Wolken

Wolken beeinflussen das Wetter und das Klima, indem sie entweder die Erde abkühlen oder erwärmen, je nach ihrer Art und Höhe. Die Forschung konzentriert sich darauf, die Prozesse zu verstehen, die die Eigenschaften von Wolken bestimmen, um genauere Klimamodelle zu entwickeln.

Fazit

Die Erdatmosphäre ist ein komplexes und dynamisches System, das das Leben auf der Erde ermöglicht und schützt. Durch die kontinuierliche Forschung und Überwachung können Wissenschaftler das Verständnis für atmosphärische Prozesse verbessern und so zur Bewältigung von Umwelt- und Klimaproblemen beitragen.

Quellenhinweis:

NASA / nasas.gov