Atmosphäre
I Atmosphäre [zu grch. atmós »Dunst«, sphaĩra »Kugel«] die, im Schwerefeld der Erde festgehaltene Lufthülle, etwa 1 000 bis 3 000 km mächtig, die aus einem Gemisch von Gasen besteht. Mittlere Zusammensetzung in Bodennähe (in Vol.-%): 78,09 Stickstoff, 20,95 Sauerstoff, weniger als 1 Edelgase (Argon, Neon, Krypton, Xenon), etwa 0,03 Kohlendioxid, Wasserdampf in stark wechselndem Anteil, zw. 0 und 4, außerdem variable Mengen Staub, Meeressalz und Spurenstoffe einschl. Abgasen. Bis etwa 110 km Höhe ändert sich die Stoffzusammensetzung außer den Anteilen von Wasserdampf und Sauerstoff nicht (Homosphäre), darüber aber mit zunehmender Höhe (Heterosphäre). Die Luftdichte nimmt mit der Höhe ab; im Meeresniveau beträgt sie 1,293 · 10^—3 g/cm³, in 5 km Höhe nur noch 0,736 · 10^—3 g/cm³. In den unteren 20 km der A. sind 90 % ihrer Gesamtmasse enthalten. Die Normal-A. (Standard-A.) ist mit einem Luftdruck von 1 013,25 hPa und einer Temperatur von 15 ºC an der Erdoberfläche definiert, wobei die Temperaturabnahme mit der Höhe 0,65 K/100 m (bis in etwa 10 km Höhe) beträgt. Durch teilweise Absorption der Sonnenstrahlung und der Wärmeabstrahlung der Erdoberfläche (Treibhauseffekt), durch Energieaustausch mit der Erdoberfläche und durch Energie- und Wasserdampftransport mit der atmosphär. Zirkulation ist die A. Medium des Wetters und wesentl. Klimabildner.Vertikale Gliederung nach der therm. Struktur: unterste Schicht ist die Troposphäre, in der die Wettervorgänge ablaufen; sie untergliedert sich in die Grundschicht (Peplosphäre), in der sich der Energie- und Stoffaustausch mit der Erdoberfläche vollzieht, die Bodenreibung wirksam wird und die Hauptdunstmasse enthalten ist, und die »freie« Troposphäre, in der die Temperatur mit der Höhe abnimmt. Die obere Grenze der Troposphäre wird als Tropopause bezeichnet und liegt (breiten- und wetterlagenabhängig) zw. 9 und 18 km Höhe mit Temperaturen zw. —50 ºC und —80 ºC. Die anschließende Stratosphäre erstreckt sich bis etwa 50 km Höhe und enthält wegen ihres geringen Wasserdampfgehaltes keine Wolken (außer Perlmutterwolken). Die Temperaturen oberhalb der Tropopause bleiben zunächst mit zunehmender Höhe wenig verändert und nehmen dann in der oberen Stratosphäre bis 10 ºC zu, infolge der Absorption der solaren UV-Strahlung durch das hier angereicherte Ozon. Über der Stratosphäre liegt die Mesosphäre (obere Durchmischungsschicht), innerhalb derer die Temperatur mit zunehmender Höhe wieder abnimmt. Die Obergrenze (Mesopause) liegt mit etwa —80 ºC bei 85 km Höhe. Die folgende Thermosphäre reicht bis etwa 450 km und geht unter Temperaturanstieg durch Sonnenabstrahlungsabsorption bestimmter Wellenlängen dann in die Exosphäre (Dissipationssphäre) über, die die Stoffaustauschzone mit dem interplanetaren Raum darstellt. - Vertikale Gliederung nach dem Ionisationsgrad: in die Neutrosphäre (bis etwa 65 km), die kaum ionisiert ist, und in die Ionosphäre (zw. 65 und etwa 500 km) mit versch. Maxima der Elektronen- bzw. Ionendichten. Ionosphäre und Exosphäre werden auch als Hoch-A. bezeichnet.
▣ Literatur:
Fritsch, B.: Anthropogene Veränderungen der A. Schritte auf dem Wege zu einer globalen Umweltpolitik. Zürich 1991.
⃟ Fabian, P.: A. u. Umwelt. Chemische Prozesse, menschl. Eingriffe. Berlin u. a. ⁴1992.
⃟ Roedel, W.: Physik unserer Umwelt. Die A. Berlin u. a. ²1994.
⃟ Graedel, Th. E. u. Crutzen, P. J.: Die A. im Wandel. Die empfindliche Lufthülle unseres Planeten. A. d. Engl. Heidelberg u. a. 1996.
II Atmosphäre,
Einheiten: 1) (physikal. A.) Einheitenzeichen atm, veraltete Einheit des Drucks, entspricht dem mittl. Luftdruck auf Meereshöhe; 1 atm = 101 325 Pa = 760 Torr = 1,01325 bar. 2) (techn. A.) Einheitenzeichen at, veraltete Einheit des Druckes; 1 at = 1 kp/cm² = 98 066,5 Pa = 0,980665 bar.