Der blaue Planet (1)

Die Atmosph?re

Was passiert in der Atmosph?re der Erde, in diesem hauchd?nnen Mantel, der unserem Planeten aus dem Weltraum gesehen, den blauen Schimmer verleiht? Die Atmosph?re ist verantwortlich, dass durch die Sonnenenergie und dem Wasserkreislauf Leben auf der Erde erst m?glich wurde.

Die Zusammensetzung der Erdatmosph?re ist bekannt:
78, 08 % Stickstoff
20,95 % Sauerstoff
<2,00 % Wasser
0,94 % Edelgase (Argon 0,93 %)
0,04 % Spurengase (0,035 % Kohlendioxid)

Die Atmosph?re teilt sich in verschiedene Bereiche auf, in:
Stratosph?re < 35 km ? wetterwirksamer Bereich bis 10 km
Troposph?re < 100 km
Ionossp?re < 400 km (Nordlichterscheinungen)

Dass sich die gasf?rmige Lufth?lle nicht in den Weltraum verfl?chtigt, beruht darauf, dass ein Gleichgewicht zwischen der Gravitation (Schwerkraft), die wie alle anderen Massen auch Gase an der Erde festh?lt und der Zentrifugalkraft, durch der sie ?ber Diffusion rasch in den Weltraum entweichen w?rden.

Die Uratmosph?re verdankt ihr Entstehen zum Teil dem Freiwerden gasf?rmiger Substanzen beim Abk?hlen des gl?henden Erdballs und den Exhalationen (Ausgasen) durch den Vulkanismus. Die Zusammensetzung der Uratmosph?re ver?nderte sich im Lauf der Zeit ? durch Photolyse entstand ?ber Jahrmillionen aus Wasserstoff - Wasser und durch die photosynthetischen Prozesse der Pflanzen wurde sie langsam mit Sauerstoff angereichert.

Die Luft ist in ihrer Zusammensetzung ein sehr wenig ver?nderliches Gasgemisch. Eine Ausnahme ist der Wasserdampfgehalt, dessen Schwankungen zwischen 0,02 ? 2 % betragen k?nnen. Trotz des relativ geringen Wasseranteils in der Atmosph?re sind die Schwankungen des Wasserdampfgehalts - in allen drei Aggregatzust?nden: fl?ssig, fest und gasf?rmig meteorologisch sehr wirksam. Das Wasser und die Sonnenenergie sind somit die eigentliche ?Wettermaschine? auf dem blauen Planeten. Atmosph?re und Hydrosph?re sind dabei sehr eng miteinander verbunden und steuern ?ber Strahlung, Konvektion und W?rmeleitung die Verdunstung und Kondensation des Wassers alle meteorologischen Zustandserscheinungen Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Wind und Bew?lkung.

Die Spurengase spielen dabei eigentlich nur eine untergeordnete Rolle ? sie sind nur im Promille-Bereich vorhanden. Der Kohlendioxid-Gehalt hat sich zwar im letzten Jahrhundert von 0,027 auf 0,035 % erh?ht ? jeder Hektar Boden gast z. B. in 24 Stunden durch die Zersetzung organischer Stoffe bis zu 7 kg CO2 aus. Aber welche Auswirkungen das in der Atmosph?re bewirkt, ist wissenschaftlich noch nicht eindeutig gekl?rt ? das ist das wissenschaftliche Hauptstreitthema der Zeit!

Durch die Sonneneinstrahlung wird die Luft in den bodennahen Schichten st?rker erw?rmt, als in der freien Atmosph?re. Die Molek?hle besitzen in w?rmerer Luft mehr Bewegungsenergie und k?nnen somit mehr Wassermolek?hle aus der fl?ssigen Phase in die dampff?rmig bringen - daher nimmt warme Luft mehr Wasserdampf auf als k?ltere. Da warme Luft bei konstantem Druck auch leichter ist, steigt sie in der Atmosph?re nach oben und kalte nach unten ? so entsteht eine Luftbewegung. Um ein Liter Wasser zu verdunsten werden 0,7 kWh ben?tigt, das sind bei einem Kubikmeter 700 kWh! So k?nnen z. B. in der Karibik bei langer sehr starker, ungehinderter Sonneneinstrahlung und hohen Wassertemperaturen (>29 Grad) durch starke Verdunstung gewaltige Aufwindbewegungen entstehen, die sich durch die Corioliskraft in Drehung setzen und zu einem verheerenden Wirbelsturm, den sogenannten Hurrikan, entwickeln k?nnen. Diese Wirbelst?rme transportieren ungeheure Energiemengen mit sich - ein mittlerer Hurrikan kann die Zerst?rungskraft von bis zu 2.000 Hiroshima-Atombomben entfesseln!

Von weitreichender Bedeutung f?r die Lebensvorg?nge in der Biosph?re sind lebenserhaltende Temperaturen. Die als Volumen?nderung von Quecksilber mit dem Thermometer gemessene Temperatur ist ein Ma? f?r die mittlere Bewegungsenergie der Luftmolek?le, die im wesentlichen von der Sonnenenergie eingebracht werden. Die Temperatur der Luft wird also durch die Menge der eingestrahlten Sonnenenergie bestimmt! Diese wird wiederum beeinflusst durch die Zusammensetzung der Atmosph?re und deren Wasserdampfgehalt. Dabei spielen die geographische Breite, die Struktur und Beschaffenheit der Bodenoberfl?che, die Gel?ndeform u.a.m. Einen weiteren gro?en Einfluss hat die Zufuhr kalter oder warmer Luftmassen von der die Lufttemperatur wesentlich beeinflusst wird. Das Wetter bzw. die Witterung in der Atmosph?re wird in den einzelnen Klimazonen prim?r von den jeweilig jahreszeitlich abh?ngigen Gro?wetterlagen bestimmt.

Von der Sonne werden pro Sekunde 1.360 W (Watt), die sogenannte Solarkonstante, auf einen Quadratmeter durch den Weltraum zur Erde geschickt. Von den 100 % der Solarenergie auf die Atmosph?re eingestrahlt werden, gelangen nur 47 % bis zum Erdboden - ein Teil von ca. 15 % wird bereits in der Atmosph?re absorbiert; 24 % von den Wolken reflektiert und 8 % verliert sich als Streustrahlung. Insgesamt nimmt die Erde am Tag 19 % mehr Energie auf als sie abgibt - 43 % Gewinn aus der kurzwelligen Solarstrahlung und 24 % aus dem Verlust der langwelligen Ausstrahlung, so dass eine positive Strahlungsbilanz entsteht. Diese wird aber dadurch ausgeglichen, dass der Gewinn von 27 % aus absorbierter kurzwelliger Sonnenstrahlung und langwelliger Erdabstrahlung, die Atmosph?re aber 46 % durch Ausstrahlung der Wolken und Gase in den Weltraum verliert. Das bedeutet das die Erde kein abgeschottetes ?Treibhaus? ist, sondern ein zum Weltraum energetisch ?offenes System?. Durch dieses offene System Erde-Weltraum tritt ein Verlust von 19 % ein ? damit ist die Gesamtstrahlungsbilanz ausgeglichen ? sonst w?re n?mlich l?ngst alles Leben auf dem Planeten ?verbrannt?! Somit ist auch das ?W?sten-Ph?nomen? erkl?rbar, wo am Tage Temperaturen bis zu 70 Grad erreicht werden, sich die Atmosph?re aber nachts fast bis zum Gefrierpunkt abk?hlen kann.

Die j?hrlich insgesamt auf die Erde eingestrahlte Sonnenenergie betr?gt 170. 000 TWh, das ist fast das 20-fache des Weltenergie-Jahresverbrauchs ? eine ungeahnte Ressource f?r die Menschen, um die fossilen Energietr?ger zu ersetzen.

Quellen
Prof. Horst Malberg, Meteorologie und Klimatologie ? Eine Einf?hrung; Springer-Verlag 2000
Walch/Neukamp, Wolken und Wetter ? Wetterentwicklung erkennen, Verlag Gr?fe und Unzer
Dr. Wolfgang Th?ne, Dipl.-Meteorologe, Die Erde ist kein Treibhaus 1996
Lexikon-Redaktion, Die Umwelt des Menschen, Meyers Lexikonverlag 1989

17.3.05 17:12

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bisher 1 Kommentar(e)     TrackBack-URL


~*choc*~ / Website (17.3.05 17:13)
Heyyyyyy =)

Ich hab hier Sonne,Sonne,Sonne *freu*

Echt tolles Wetter!!!

Ich schick dir ma eben bissi Sonne un Freude rüber ^^


BYeeeeeeee


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