Überblick

Die Erdatmosphäre, die Lufthülle der Erde, lässt sich nach dem Temperaturverhalten in Schichten einteilen.

Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Jedes dieser Stockwerke enthält ein spezifisches Gemisch an Gasen, gasförmigen Elementen und, zumindest in den unteren Schichten der Atmosphäre, an festen Schwebeteilchen (Aerosole). Die Atmosphäre setzt sich zusammen aus Stickstoff (77 Prozent), Sauerstoff (20,7 Prozent), Wasserdampf (rund 1,3 Prozent) und Argon (0,9 Prozent). In vergleichsweise geringen Mengen (in Summe 0,1 Prozent) sind auch Kohlendioxid, Neon, Helium, Krypton, Xenon, Wasserstoff, Ozon, Ammoniak, Wasserstoffsuperoxid, Jod und Radon in der Atmosphäre enthalten. Der Wasserdampfgehalt schwankt zwischen 0 und 4 Prozent, was sich insbesondere am Klima widerspiegelt.

Troposphäre

Ab der Erdoberfläche sinken die Temperaturen bis in etwa 15 Kilometer Höhe auf rund –60 °C. In diesem Bereich, der Troposphäre, spielt sich das gesamte Wetter auf der Erde ab. Insofern ist die Troposphäre für den Menschen die bedeutendste dieser Schichten. Die Grenze zur darüber liegenden Stratosphäre bildet die Tropopause. Der Übergang zwischen den beiden Sphären ist durch eine Temperaturumkehr gekennzeichnet.

Stratosphäre

Bis in eine Höhe von rund 50 Kilometern steigen die Temperaturen wieder an. Sie erreichen schließlich den Gefrierpunkt in der Stratopausenregion. Ursache für diesen Temperaturanstieg ist die Absorption energiereicher, für den Menschen schädlicher UV-Strahlung in der Ozonschicht, da sich hier das Spurengas Ozon konzentriert. In der Stratopause beträgt der Luftdruck nur etwa ein Tausendstel des Luftdrucks an der Erdoberfläche.

Mesosphäre

In der Mesosphäre, die oberhalb an die Stratopause angrenzt, sinken die Temperaturen wieder. An der Obergrenze dieser Schicht, der Mesopause, in etwa 85 Kilometern Höhe, sind es –75 °C.

Der Luftdruck beträgt dort nur ein Hunderttausendstel des Wertes in Bodennähe, die Dichte ist extrem gering.

Thermosphäre (Ionosphäre)

In der Thermosphäre darüber verursacht die Ionisation der Luft durch elektromagnetische Teilchen des Sonnenwindes Lichtphänomene in Form von Nordlichtern.

Exosphäre

Ab einer Höhe von etwa 500 Kilometern beginnt die Exosphäre. Sie markiert den Übergang von der Erdatmosphäre in den Weltraum.