Aufbau der Atmosphäre nach thermischer Einteilung

Die thermische Gliederung resultiert aus der Tatsache, dass die Atmosphäre unterscheidbare Heizschichten aufweist. Die Heizschichten bedingen Temperaturmaxima. Oberhalb dieser Maximalwerte nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe ab, bis ein Minimum zwischen zwei Heizschichten erreicht ist und sich der Temperaturgradient umkehrt. Diese Schichten mit einer Temperaturzunahme werden als Inversionen bezeichnet. Dadurch entsteht der in der Abbildung abgebildete Temperaturverlauf.

Folgende Schichten können differenziert werden:

Troposphäre

Die Troposphäre ist das unterstes Stockwerk. Diese enthält ¾ der Masse der gesamten Atmosphäre. Ihr physikalisches Hauptmerkmal ist die stetige Abnahme der Lufttemperatur mit der Höhe:  

 Mittlerer vertikaler/geometrischer Temperaturgradient: 0,65 K / 100m

Die Troposphäre besitzt dynamische Funktion. In ihr spielt sich Wetter, Witterung und Klima ab.

Stratosphäre

Die Stratosphäreist die Schicht oberhalb der Tropopause. Hier erfolgt eine abrupte Änderung des vertikalen Temperaturgradienten. Hier bleibt die Temperatur zunächst mit der Höhe konstant (Isothermie). In der oberen Stratosphäre steigt die Temperatur jedoch bis zu deren Obergrenze, der Stratopause, bis auf 0° an (Schönwiese 2003, S. 20).

Ein wichtiger Prozess innerhalb dieser Schicht ist Bildung und Zerstörung von Ozon durch kurzwellige Sonnenstrahlung der     Wellenlängen zwischen 200 und 310 nm. Die Bildung der Ozonschicht mit Maximum des O3-Gehaltes erfolgt in 15-25 km Höhe. Die Folgen hiervon sind:

  • Absorption energiereicher kurzwelliger Ultraviolett- Strahlung der Sonne (< 0,29 µm)
  • oberhalb 30 km Höhe verstärkte Temperaturzunahme [0,3K/100m]
  • 0°C in 50 km Höhe

Mesosphäre

Oberhalb der Stratosphäre ist die Mesosphäre ausgebildet. Hier findet eine erneute Temperaturabnahme statt. Dieser Temperaturverlauf wird an der Obergrenze der Mesospäre, der Mesopause, beendet.

Thermosphäre

An die Mesosphäre schließt sich die Thermosphäre an. Hier erfolgt wieder eine Zunahme der Temperatur. Der verstärkte Temperaturanstieg ist als Maß für die kinetische Energie und nicht der Wärmeleitung aufzufassen. Diese Schicht liegt im Übergangsbereich zwischen Homo- und Heterosphäre.

Hören Sie sich eine Audiodatei zum Atmosphärenaufbau an.