Atmosphäre

Die Atmosphäre umfasst die gesamte Gashülle des Planeten Erde. Anhand des Temperaturverlaufes in Abhängigkeit von der Höhe kann man die Atmosphäre grob in vier Zonen unterteilen: 

  • Troposphäre (0-10 km)
  • Stratosphäre (10-50 km)
  • Mesosphäre (50-85 km) und 
  • die darüber liegende Thermosphäre. 

Bei allen Höhenangaben ist zu beachten, dass die Atmosphäre über dem Äquator bedeutend dicker ist als über den Polen, so dass z.B. die Troposphärendicke zwischen 8 und 18 km variiert. Die Troposphäre enthält etwa 2/3 der Atmosphäre-Masse; sie ist die wetterwirksame Schicht, die eine intensive vertikale Durchmischung (Windströmungen) und eine erhebliche Auswaschung durch Regen aufweist. Regen stellt den wichtigsten Reinigungsprozess der Troposphäre dar, wasserlösliche Gase und Partikel werden zur Erde zurückgebracht und gelangen so in Oberflächengewässer.

Der vertikale Austausch zwischen Troposphäre und Stratosphäre findet aufgrund der Temperaturschichtung nur sehr langsam statt. In der Stratosphäre befindet sich die Ozonschicht (maximale Ozonkonzentration zwischen 20 und 30 km), die 90% des atmosphärischen Ozons beinhaltet und für die Absorption der UV-Strahlung verantwortlich ist. 

Die heutige chemische Zusammensetzung der Atmosphäre ist im wesentlichen: Stickstoff (78,1%), Sauerstoff (21%) und Argon (0,9%). Die wesentlichen Einflüsse und Veränderungen beruhen auf sogenannten Spurengasen (Gase die nur in geringen Konzentrationen in der Atmosphäre enthalten sind). Die Zunahme sogenannter klimarelevanter Spurengase in der Troposphäre verändert die Strahlungsbilanz der Atmosphäre und führt zu einer Erwärmung der Troposphäre (Treibhauseffekt). Wichtigstes klimarelevantes Spurengas ist Kohlendioxid (0,035%), das vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe unwiderruflich in die Atmosphäre gelangt (Kohlendioxidproblem). Der Eintrag von Spurengasen in die Stratosphäre, insbesondere von Fluorchlorkohlenwasserstoffen, verursacht einen Abbau der Ozonschicht (Ozonabbau) und eine damit verbundene Zunahme von UV-Strahlung.