Erdatmosphäre

Die Lufthülle um unseren Planeten – die Erdatmosphäre – reicht Hunderte von Kilometern in den Weltraum hinaus und spielt eine zentrale Rolle im Klimasystem der Erde.

Astronautinnen und Astronauten berichten nach ihren Raumflügen immer wieder davon, dass die Erdatmosphäre – also die Gashülle, die Erdboden und Weltraum voneinander trennt – dünn und verletzlich aussieht. Der aus dem All sichtbare schmale blaue Streifen reicht rund 60 Kilometer in die Höhe. Das entspricht etwa einem Prozent des Erdradius. Die Ausdehnung der Atmosphäre genau festzulegen, ist allerdings gar nicht so einfach. Denn ihre Dichte nimmt kontinuierlich mit der Höhe ab.

Wind und Wetter

Alle Wetterphänomene – ob Wolken, Winde oder Niederschläge – spielen sich in der untersten Luftschicht der Erdatmosphäre ab, in der Troposphäre. An den Polen reicht sie bis zu 7 Kilometer, in den Tropen bis etwa 17 Kilometer in die Höhe und enthält rund 90 Prozent der Masse der Atmosphäre. Oberhalb der Troposphäre befindet sich die Stratosphäre, in der auch die Ozonschicht liegt. Darüber, in einer Höhe von etwa 50 bis 85 Kilometern, folgt die Mesosphäre. Hier verglühen die meisten Meteoroiden, wenn sie in die Erdatmosphäre gelangen. An die Mesosphäre schließt sich die Thermosphäre an, in der Polarlichter auftreten. Die oberste Schicht und damit den fließenden Übergang zum Weltall bildet die Exosphäre.

Schichten der Erdatmosphäre

Die kältesten Temperaturen in der Erdatmosphäre treten in der Mesosphäre auf. Die Tiefstwerte liegen bei bis zu minus 90 Grad Celsius. In der Thermosphäre nimmt die Temperatur wieder zu und erreicht Werte von einigen Hundert Grad Celsius. Trotz der enormen Temperatur würde sich beispielsweise ein Satellit in dieser Region dennoch kalt anfühlen: In dieser Höhe ist die Gasdichte nämlich extrem niedrig. Restgase der Atmosphäre finden sich allerdings auch noch in Höhen bis 600 Kilometern, was für die meisten wohl schon als Weltraum gilt.

Zusammensetzung der Atmosphäre

Die Lufthülle unseres Planeten besteht zu 78 Prozent aus Stickstoff und zu etwa 21 Prozent aus Sauerstoff. Ein Prozent entfällt auf Edelgase, im Wesentlichen Argon. Und dann gibt es noch sogenannte Spurengase – darunter fallen beispielsweise Ozon, Kohlendioxid, Wasserdampf und Methan. Trotz ihres winzigen Anteils spielen diese Gase eine wesentliche Rolle für uns und unseren Planeten. Ozon sorgt beispielsweise dafür, dass nur ein Bruchteil der schädlichen UV-Strahlung von der Sonne bis zum Erdboden gelangt. CO₂, Wasserdampf und Methan sind dagegen enorm wichtig für den Wärmehaushalt der Erdatmosphäre.

Durch das massenhafte Verbrennen von Gas, Kohle und Öl seit etwas mehr als hundert Jahren nimmt der CO₂-Gehalt in der Atmosphäre stark zu, wodurch sich der Treibhauseffekt verstärkt. Um die Folgen für das Klima abzuschätzen, ist es essenziell, die Vorgänge in der Erdatmosphäre zu verstehen.