Die Troposphäre ist die Schicht der Erdatmosphäre, die Meteorologen am genauesten beobachten, weil dort das Wetter stattfindet. Von allen Schichten, die die Atmosphäre bilden, ist sie dem Boden am nächsten, und alle Landformen der Erde, einschließlich der höchsten Berge, existieren darin. Die Troposphäre enthält 75 Prozent der atmosphärischen Gase der Erde, einschließlich 99 Prozent ihres Wasserdampfs, der eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Temperatur auf der Oberfläche des Planeten spielt.
Fünf atmosphärische Schichten
Die Gashülle, die die Erde umgibt und sich fast bis zur Hälfte des Mondes erstreckt, besteht aus fünf diskreten Schichten. Die Troposphäre erstreckt sich bis zu einer Entfernung von 14 bis 18 Kilometern (8,6 bis 11,2 Meilen) über dem Boden und geht in die Tropopause über, einen Puffer zwischen dieser Schicht und der nächsten, der Stratosphäre. Die Mesosphäre beginnt in einer Höhe von etwa 90 Kilometern (56 Meilen), direkt über der dünnen Ozonschicht in der oberen Stratosphäre, die ultraviolettes Sonnenlicht blockiert. Auroras treten in der nächsten Schicht auf, die als Ionosphäre oder Thermosphäre bekannt ist, und schließlich wird die Exosphäre allmählich dünner und verschmilzt mit dem leeren Raum.
Zusammensetzung der Troposphäre
Neben Stickstoff, Sauerstoff und Argon gibt es in der Troposphäre Spuren verschiedener anderer Gase, von denen zwei – Wasserdampf und Kohlendioxid – für Meteorologen besonders wichtig sind. Beide absorbieren und reflektieren Wärme vom Boden, die sonst in den Weltraum abstrahlen würde, und halten so die Oberfläche des Planeten warm genug, um Leben zu ermöglichen. Die Wasserdampfkonzentration ist nicht konstant – sie nimmt mit zunehmendem Breitengrad zu und bildet etwa 3 Prozent der Troposphäre am Äquator. Neben diesen beiden Treibhausgasen besteht die Troposphäre vor allem in der Nähe von Großstädten aus schwankenden Mengen an Schadstoffen wie Schwefeldioxid und Ozon.
Sonne und Wind
Die troposphärischen Winde, die Wärme und Feuchtigkeit rund um den Globus transportieren, werden von der Sonnenenergie angetrieben. Die Sonne erwärmt den Äquator stärker als die Pole, und die Temperaturdifferenz bewirkt eine Luftbewegung, die durch die Erdrotation abgelenkt wird. Dies führt dazu, dass sich die Winde in Ostwinden in den Äquator- und Polarregionen und Westwinden in den mittleren Breiten bewegen. Hoch- und Tiefdruckgebiete sowie lokale Turbulenzmuster interagieren mit diesen globalen Winden, um die sich ändernden Windmuster zu erzeugen, die Meteorologen untersuchen.
Der Wasserkreislauf
Die Bewegung von Wasser zwischen Gas, Flüssigkeit und Festkörper, die durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne angetrieben wird, ist eine weitere wichtige Wetterdynamik. Wasserdampf, der aufgrund der Verdunstung aus den Ozeanen und der Transpiration von Pflanzen in der Luft vorhanden ist, kühlt sich ab steigt auf, um Wolken zu bilden, und in den Wolken kondensiert Wasser und gefriert, um als Regen wieder an die Oberfläche zu fallen und Schnee. Nur die größten Wolken, die typischerweise im Rahmen eines Hurrikans entstehen, reichen bis in die Stratosphäre. Die meisten bilden sich vollständig in der Troposphäre.
