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B.Sc. Meteorologie

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Vertikaler Aufbau der Atmosphäre

Der Begriff Atmosphäre bezeichnet die von der Schwerkraft eines Himmelskörpers festgehaltene gasförmige Hülle. Die Atmosphäre der Erde besteht im Wesentlichen aus einem Gasgemisch aus Stickstoff, Sauerstoff und zu einem geringeren Anteil aus Spurengasen wie z.B. Argon, Kohlendioxid, Methan und Ozon. Die Dichte der Atmosphäre nimmt mit zunehmender Höhe exponentiell ab und geht in großen Höhen fließend in den interplanetaren Raum über.

Die Erdatmosphäre besteht aus mehreren Schichten, die sich hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden. Eine Gliederung der Erdatmosphäre anhand des vertikalen Temperaturverlaufs führt zur Ausweisung verschiedener Zonen bzw. thermischer Stockwerke.

Die Abbildung zeigt den thermischen Stockwerkbau der Erdatmosphäre und skizziert den vertikalen Temperaturverlauf innerhalb der Erdatmosphäre. Bitte ordnen Sie in der unteren Abbildung den einzelnen Stockwerken der Atmosphäre die entsprechende Bezeichnung zu! Ziehen Sie hierzu die Felder auf die Markierungen in der Graphik!
 
 
 
 
Aufgabe_meteo_sphaeren

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1.

Stratosphäre

Die Stratosphäre befindet sich über der Troposphäre und reicht bis in eine Höhe von etwa 45 km. Die Temperatur nimmt in der Stratosphäre mit steigender Höhe langsam ab, wobei in etwa 20 km Höhe ein inverser Temperaturverlauf zu beobachten ist. Das in der Stratosphäre befindliche Ozon absorbiert die UV-Strahlung aus dem Sonnenlicht und erzeugt hierbei Wärme.

2.

Thermosphäre

In einer Höhe von 80−85 km geht die Mesosphäre in die Thermosphäre über. In der Thermosphäre ist die Luftdichte so gering, dass zwischen den einzelnen Gasteilchen kaum mehr Zusammenstöße stattfinden. Die Temperatur der Thermosphäre erreicht infolge der Aufnahme von Strahlungsenergie tagsüber rund 1700°C und nachts in etwa 300°C. Die hohe Temperatur dieser Schicht ist jedoch lediglich ein Ausdruck der sehr schnellen Bewegungen der Gasmoleküle (latente Wärme). In der Thermosphäre umkreist die Internationale Raumstation (ISS) die Erde. In einer Höhe von 500 km geht die Thermosphäre in den interplanetaren Raum über. Dieser Übergangsbereich wird als Exosphäre bezeichnet.

3.

Troposphäre

Die unterste Schicht der Erdatmosphäre wird als Troposphäre bezeichnet. Das Temperaturprofil der Troposphäre zeichnet sich dadurch aus, dass hier die Temperatur mit der Höhe um etwa 0,6° K pro 100 m abnimmt. Die Troposphäre ist diejenige Schicht der Atmosphäre, in der im Wesentlichen das Wettergeschehen stattfindet.

4.

Mesosphäre

Die Mesosphäre reicht von etwa 45 km bis in eine Höhe von etwa 85 km. Mit zunehmender Höhe sinken Temperatur und Luftdruck sehr deutlich, sodass in 80 km Höhe eine durchschnittliche Temperatur von −90°C herrscht.