Die Erdatmosphäre besteht aus fünf verschiedenen Schichten. Diese Schichten schützen die Erde vor ultravioletter Strahlung, halten die Oberfläche des Planeten durch den Treibhauseffekt bewohnbar und liefern den notwendigen Sauerstoff zum Atmen.
Erdatmosphäre: Das Gesamtbild
Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne hält den Planeten in einem idealen Abstand, in dem die Temperaturen flüssiges Wasser auf der Oberfläche unterstützen, um das Leben zu erhalten.
Temperatur der Atmosphäre:
Der Temperaturbereich der Erde in Fahrenheit liegt bei 2.700 Grad Fahrenheit (1.500 Grad Celsius) im oberste Atmosphäre auf eine globale Durchschnittstemperatur von etwa 15 Grad Celsius in der Nähe des Oberfläche.
Zusammensetzung der Atmosphäre:
Die Zusammensetzung der Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff, obwohl sie innerhalb von 16 Kilometern von der Erdoberfläche aus dünner wird.
Die Troposphäre
Höhe:
Die Troposphärenschicht erstreckt sich von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe zwischen 6 und 20 Kilometern. Es variiert mit dem Breitengrad. Am Äquator kann er 20 Kilometer erreichen, an den Polen etwa 6 Kilometer.
Komposition:
Fast 75 Prozent der Atmosphäre befinden sich in der Troposphäre. Die Zusammensetzung enthält hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff:
- Stickstoff, 78,08 Prozent
- Sauerstoff, 20,95 Prozent
- Wasser, 0 bis 4 Prozent (Wasserdampf hat die höchste Konzentration in Äquatornähe und die niedrigste in den Wüsten- und Polarregionen)
- Argon, 0,93 Prozent
- Kohlendioxid, 0,04 Prozent
- Spuren von Neon, Helium, Methan, Wasserstoff, Stickoxiden und Ozon
- Feinstaub wie Staub, Vulkanasche
Temperatur:
Nahe der Erdoberfläche beträgt die globale Durchschnittstemperatur 15 Grad Celsius. An der obersten Grenze der Troposphäre erreicht die Luft fast minus 76 Grad Fahrenheit (minus 60 Grad Celsius).
Die Stratosphäre
Höhe:
Die Stratosphäre beginnt auf der obersten Ebene der Troposphäre und erstreckt sich bis zu 50 Kilometer über der Erdoberfläche.
Komposition:
Die Stratosphäre enthält 85 bis 90 Prozent des atmosphärischen Ozons, das durch Photolyse, die Zersetzung durch Sonnenstrahlung, von Sauerstoff entsteht. Diese Ozonschicht schützt die Lebewesen auf der Erde vor der schädlichen ultravioletten Strahlung der Sonne. Die Zusammensetzung der Stratosphäre:
- enthält Gase aus der Troposphäre, aber weniger davon
- andere vorhandene Gase: Lachgas, Methan und Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die aus der Troposphäre stammen
- sehr wenig Wasserdampf
- Vulkanausbrüche auf der Erde injizieren Sulfidverbindungen, Halogengase wie Chlorwasserstoff und Fluorid und Partikel anorganischer Silikat- und Sulfatverbindungen
Temperatur:
Die Temperatur in der Stratosphäre reicht von minus 60 Grad Fahrenheit (negative 51 Grad Celsius) an der Troposphärengrenze auf minus 5 Grad Fahrenheit (minus 15 Grad Celsius) bei die Spitze. Der Temperaturanstieg ist auf die Ozonschicht zurückzuführen, die ultraviolettes Licht der Sonnenstrahlung absorbiert.
Die Mesosphäre
Höhe:
Die Mesosphäre erstreckt sich von der Grenze der Stratosphäre bis 85 Kilometer über der Erdoberfläche. Es enthält die kältesten Temperaturen in der Erdatmosphäre.
Komposition:
Die Zusammensetzung der Mesosphäre besteht aus immer dünneren Gasen aus den Schichten der Troposphäre und Stratosphäre. Darüber hinaus verdampfen Meteore in der Mesosphäre, was ihr eine höhere Konzentration an Eisen und anderen Metallionen verleiht.
Temperatur:
Die Temperatur reicht von minus 5 Grad Fahrenheit (minus 15 Grad Celsius) bei der Stratosphärengrenze zu minus 184 Grad Fahrenheit (negativ 120 Grad Celsius) am oberen Grenze.
Die Thermosphäre
Höhe:
Von der Spitze der Mesosphäre erstreckt sich die Thermosphäre bis zu 311 bis 621 Meilen (500 bis 1.000 Kilometer) über der Erdoberfläche.
Komposition:
In der Thermosphärenschicht können nur Spuren der Atmosphäre (aus der Troposphäre) nachgewiesen werden. Alle Kohlendioxidgase, die zu einer Erwärmung der Troposphäre beitragen, bewirken eine Abkühlung in der Thermosphäre, da sie Wärme in den Weltraum abstrahlen.
Die geladenen Teilchen aus dem Weltraum, die mit Atomen kollidieren, um Aurora Borealis (Nordlichter) und Aurora Australis (Südlichter) zu erzeugen, befinden sich in der Thermosphärenschicht.
Temperatur:
Die Temperatur reicht von minus 184 Grad Fahrenheit an der oberen Grenze der Mesosphäre bis zu 3.600 Grad Fahrenheit (2.000 Grad Celsius) in der Nähe der oberen Grenze, da ultraviolette und Röntgenstrahlung der Sonne absorbiert.
Die Exosphäre
Höhe:
Die Exosphäre hat keine klare Grenze, da sie sich allmählich in den Weltraum auflöst. Einige Wissenschaftler platzieren es in einer Höhe von 62.000 Meilen (100.000 Kilometer) über der Erde.
Komposition:
Die Zusammensetzung der Exosphäre ist spärlich, da sich Atome und Moleküle langsam in den Weltraum auflösen. Innerhalb dieser Schicht streuen Wasserstoffatome ultraviolette Strahlung und einzelne Gasmoleküle werden entweder durch die Schwerkraft zur Erde zurückgezogen oder fliegen in den Weltraum.
Temperatur der Exosphäre:
Der Temperaturbereich der Exosphäre kann in der obersten Atmosphäre bis zu 2.700 Grad Fahrenheit (1.500 Grad Celsius) erreichen, da die dünne Luft wenig Wärme überträgt.