Die Atmosphäre auf unserem Planeten, wie wir sie heute in ihrem Aufbau und Zusammensetzung kennen, hat eine Jahr Milliarden lange Geschichte hinter sich.
Atmosphären gibt es nicht nur auf der Erde, sondern auch auf Planeten wie der Venus und dem Mars. Die sind die Gashüllen. Die Gase werden bedingt durch die Schwerkraft eines Planeten festgehalten (Häckel, 2008).
Unser Mond zum Beispiel, besitzt keine Atmosphäre. Da seine Gravitationskraft zu gering ist, um Gase überhaupt anziehen und festhalten zu können (Mitton & Mitton, 2001).
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Entstehungsgeschichte der Erdatmosphäre
3. Allgemeiner Aufbau der Atmosphäre
3.1 Troposphäre
3.2 Stratosphäre und die Ozonschicht
3.3 Mesosphäre
3.4 Thermosphäre und Exosphäre
4. Zusammensetzung der Atmosphäre
4.1 Stickstoff
4.2 Sauerstoff
4.3 Spurengase
4.3.1 Kohlendioxid
4.3.2 Methan
4.3.3 FCKWs
4.4 Edelgase
5. Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die vorliegende Arbeit setzt sich zum Ziel, den historischen Entwicklungsprozess der Erdatmosphäre zu beleuchten, ihren aktuellen physikalischen Aufbau zu definieren und die chemische Zusammensetzung sowie die Bedeutung der einzelnen Gaskomponenten für Mensch und Umwelt darzustellen.
- Historische Entwicklung der Erdatmosphäre (Uratmosphäre bis heute)
- Vertikaler Aufbau der Atmosphäre (Troposphäre bis Exosphäre)
- Chemische Zusammensetzung und Funktion der Hauptgase Stickstoff und Sauerstoff
- Bedeutung und Wirkung klimarelevanter Spurengase (Kohlendioxid, Methan, FCKWs)
- Physikalische Eigenschaften und industrielle Nutzung von Edelgasen
Auszug aus dem Buch
3.2 Stratosphäre und die Ozonschicht
Die Stratosphäre beginnt oberhalb der Tropopause und endet in einer Höhe von 50 km. Die Temperatur nimmt innerhalb der Stratosphäre zu, bis sie einen Wert von 0 ° C erreicht (Goudie, 2002).
In dieser Schicht dominieren Strahlungsprozesse und der Wasserdampf kommt fast nicht mehr oder nur noch in Spuren vor. Aus diesem Grund bilden sich dort wenige Wolken (Flemming, 1991).
Die wenigen Spuren von Wasserdampf können zur Bildung von Perlmutterwolken führen. Sie bestehen aus Eisteilchen und treten in einer Höhe von 20 bis 30 km auf (Hupfer & Kuttler, 2006).
Das Höhenniveau zeichnet sich durch die Stratopause ab. Sie ist die Trennlinie zwischen Stratosphäre und der darüber liegenden Mesosphäre. Über der Stratopause nimmt die Temperatur wieder ab (Barth, 2002).
Die Temperaturzunahme innerhalb der Stratosphäre lässt sich auf das dort vorkommende Ozon (O3) erklären. Ihre höchste Konzentration findet man in einer Höhe von 15 bis 25 km. Diese Schicht stellt die Ozonschicht dar (Flemming, 1991).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung erläutert die Bedeutung der Gashülle für die Entstehung von Leben im Vergleich zu anderen Planeten wie Venus, Mars oder dem Mond.
2. Entstehungsgeschichte der Erdatmosphäre: Dieses Kapitel beschreibt die Entwicklung von der Uratmosphäre über die Ausgasungsphase bis hin zur Bildung der dritten Atmosphäre und der heutigen Zusammensetzung.
3. Allgemeiner Aufbau der Atmosphäre: Hier wird die vertikale Gliederung der Atmosphäre in vier Stockwerke sowie deren physikalische Eigenschaften und Grenzschichten dargestellt.
3.1 Troposphäre: Dieser Abschnitt behandelt die unterste Schicht, in der sich das Wettergeschehen abspielt und die 75 % der Luftmasse enthält.
3.2 Stratosphäre und die Ozonschicht: Es wird auf die Strahlungsprozesse, die Temperaturzunahme und die Schutzfunktion der Ozonschicht eingegangen.
3.3 Mesosphäre: Fokus auf den Temperaturabfall bis zur Mesopause und das Auftreten leuchtender Nachtwolken.
3.4 Thermosphäre und Exosphäre: Beschreibung der obersten Schichten, in denen Ionisationsprozesse für den Funkverkehr relevant sind.
4. Zusammensetzung der Atmosphäre: Übersicht über die chemischen Hauptbestandteile und den Einfluss kleinster Partikel (Aerosole).
4.1 Stickstoff: Erläuterung der Bedeutung von Stickstoff als träges Hauptgas und seiner Wichtigkeit für biologische Prozesse sowie die Landwirtschaft.
4.2 Sauerstoff: Darstellung der Rolle von Sauerstoff bei Oxidationsprozessen und der Lebensgrundlage für Atmung und Verbrennung.
4.3 Spurengase: Einführung in klimarelevante Gase, deren Konzentration in ppm gemessen wird.
4.3.1 Kohlendioxid: Analyse der Rolle von CO2 für den Treibhauseffekt und die photosynthetische Nutzung.
4.3.2 Methan: Untersuchung natürlicher und anthropogener Quellen sowie dessen Wirkung als Treibhausgas.
4.3.3 FCKWs: Beschreibung der künstlichen Herstellung und der destruktiven Wirkung dieser Gase auf die Ozonschicht.
4.4 Edelgase: Darstellung der chemischen Inaktivität und der industriellen Verwendung von Argon, Neon, Helium und Xenon.
5. Zusammenfassung und Ausblick: Kritische Betrachtung der menschengemachten Klimaveränderung und der politischen Maßnahmen zur Emissionsreduktion.
Schlüsselwörter
Erdatmosphäre, Troposphäre, Stratosphäre, Ozonschicht, Klimawandel, Treibhauseffekt, Stickstoff, Sauerstoff, Spurengase, Kohlendioxid, Methan, FCKW, Edelgase, Ionosphäre, Photosynthese
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit bietet eine umfassende wissenschaftliche Übersicht über die Entstehung, den vertikalen Aufbau sowie die stoffliche Zusammensetzung der Erdatmosphäre.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf der geowissenschaftlichen Historie der Atmosphäre, der physikalischen Schichtung der Luftmassen und der chemischen Bedeutung der enthaltenen Gase für das Klima und das Leben.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, ein Verständnis für die komplexen Prozesse zu vermitteln, die unsere Atmosphäre geformt haben und wie die heutige Gaszusammensetzung die Erdoberfläche schützt und temperiert.
Welche wissenschaftliche Methodik wurde verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse meteorologischer und geographischer Fachquellen, um den aktuellen Forschungsstand systematisch zusammenzufassen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Schichtenbeschreibung (Stockwerke der Atmosphäre) und eine detaillierte Analyse der Gaskomponenten, von Hauptbestandteilen wie Stickstoff bis zu Spurengasen wie Methan.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Atmosphäre, Ozonschicht, Treibhauseffekt, Klimawandel, Stickstoff, Sauerstoff sowie die verschiedenen Schichten wie Troposphäre und Stratosphäre.
Warum ist die Ozonschicht für das Leben auf der Erde so wichtig?
Sie absorbiert die kurzwellige UV-Strahlung der Sonne, die andernfalls lebende Organismen schädigen oder zerstören würde.
Welche Rolle spielen FCKWs bei der Zerstörung der Atmosphäre?
FCKWs sind künstlich hergestellte Gase, die in die Stratosphäre gelangen und dort in einem chemischen Prozess Ozonmoleküle zerstören, was die schützende Wirkung der Ozonschicht schwächt.
Wie wirkt sich die Ökosteuer laut den Autoren auf die Klimapolitik aus?
Die Autoren hinterfragen kritisch die ökologische Wirksamkeit der Ökosteuer, da die Einnahmen teilweise primär anderen Haushaltszwecken zufließen und die tatsächliche Reduktionswirkung auf die Erderwärmung gering eingeschätzt wird.
Was unterscheidet Edelgase von anderen atmosphärischen Gasen?
Edelgase sind chemisch inaktiv und gehen unter natürlichen Bedingungen kaum Verbindungen mit anderen Elementen ein, weshalb sie für das Klima weniger relevant, aber industriell vielfältig einsetzbar sind.
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- Dennis Hodel (Author), Andreas Sochacki (Author), 2009, Erdatmosphäre – Aufbau und Zusammensetzung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/129146
