Erdatmosphäre

Die Erdatmosphäre ist die gasförmige Hülle, die die Erde umgibt und sie vor kosmischer Strahlung und meteorologischen Extremen schützt. Hauptbestandteil ist Stickstoff (ca. 78 %), gefolgt von Sauerstoff (ca. 21 %). Spurengase wie Argon, Kohlendioxid, Neon, Helium und Methan sowie Wasserdampf kommen in kleineren Mengen vor. Wasserdampf variiert stark und beeinflusst das Klima erheblich. In der Stratosphäre findet sich Ozon, das ultraviolette Strahlung absorbiert.

Aufgebaut ist sie in Schichten: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Die Troposphäre reicht von der Erdoberfläche bis etwa 12 Kilometern und enthält den größten Teil der Luft; hier spielen sich Wetterprozesse ab. In der Stratosphäre, von etwa 12 bis 50 Kilometern Höhe, liegt die Ozonschicht. Die Mesosphäre erstreckt sich ungefähr von 50 bis 85 Kilometern; darunter folgt die Thermosphäre (ca. 85 bis mehrere hundert Kilometer). Die Exosphäre beginnt ab einigen Hundertkilometern und geht allmählich in den Weltraum über.

Der Luftdruck und die Luftdichte fallen mit der Höhe exponentiell ab. Die Temperatur variiert je nach Schicht: In der Troposphäre kühlt sie mit zunehmender Höhe; in der Stratosphäre steigt sie durch die Wärmeabsorption des Ozon an; in der Mesosphäre sinkt sie erneut; in der Thermosphäre kann sie bei starker Sonnenaktivität stark ansteigen. Die Atmosphäre ermöglicht das verlässliche Wetter- und Klimasystem, liefert Sauerstoff und reguliert den Wärmeaustausch sowie den Treibhauseffekt. Ozon in der Stratosphäre filtert UV-Strahlung, Aerosole und Wolken beeinflussen Strahlungstransport.

Die Erdatmosphäre interagiert mit dem Weltraum: die Oberschichten gehen in die Ionosphäre über, in der geladene Teilchen die Radiokommunikation beeinflussen. Sie schützt Leben, ermöglicht Flugverkehr und Satellitenbetrieb und begleitet die Evolution des Lebens durch chemische Reaktionen. Die heutige Zusammensetzung ist überwiegend Folge geologischer Aktivität, biologischer Entwicklung und dem Treibhauseffekt; der erhöhte Kohlendioxidanteil stammt vor allem aus menschlichen Emissionen und beeinflusst Klima und Temperatur.