Lexikon: Atmosphäre

 

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Die Atmosphäre (von griechische Sprache|griechisch ατμός, atmós = Luft, Druck, Dampf und σφαίρα, sfära = Kugel) ist die förmige Hülle um einen . Sie besteht meist aus einem verschiedener Gase, die vom Schwerefeld des Himmelskörpers festgehalten werden können.

Die Atmosphäre ist an der Oberfläche am dichtesten und geht in großen Höhen fließend in das interplanetare Medium über. Der Druckverlauf ist in den unteren Bereichen bestimmt durch die hydrostatische Gleichung, bei im Vergleich zum Planetenradius dünnen Atmosphären geschrieben werden kann als

{\mathrm{d}p \over \mathrm{d}h} = - g \rho (h)

mit dem Druck (Physik)|Druck p, der Höhe h, der Schwerebeschleunigung g und der Dichte ρ. Im Falle konstanter reduziert sich die Gleichung zur Barometrische Höhenformel|barometrischen Höhenformel. Im äußeren Bereich ist diese Beschreibung jedoch nicht mehr gültig, da sich die Bestandteile aufgrund der geringen Dichte auf Keplersche Gesetze|Keplerbahnen oder den linien bewegen und sich gegenseitig kaum noch beeinflussen.

Aufbau

In der Regel ist eine Atmosphäre keine Homogenität|homogene Gashülle, sondern aufgrund zahlreicher innerer und äußerer Einflüsse in mehrere mehr oder weniger klar gegeneinander abgegrenzte Schichten einzuteilen, die vor allem durch die Temperaturabhängigkeit chemischer Prozesse in der Atmosphäre und die sdurchlässigkeit abhängig von der Höhe entstehen. Im wesentlichen kann man folgende Schichten nach dem Temperaturverlauf unterscheiden:

  • An der Planetenoberfläche beginnt in der Regel die Troposphäre, in der sströmungen vorherrschen. Sie wird begrenzt durch die Tropopause.
  • Darüber liegt die Stratosphäre, in der die Strahlung beim Energietransport dominiert. Sie wird begrenzt durch die Stratopause.
  • In der Mesosphäre wird, vor allem durch , Energie abgestrahlt, so dass in dieser Schicht eine starke Abkühlung erfolgt. Sie wird begrenzt durch die Mesopause.
  • In der Thermosphäre Dissoziation|dissoziieren und Ionisation|ionisieren die meisten Moleküle, wodurch die Temperatur deutlich ansteigt.
  • Die äußerste Schicht ist die Exosphäre, aus der die vorwiegend atomaren bzw. ionisierten Bestandteile aus dem Schwerefeld des Planeten entweichen können. Sie wird bei Vorhandensein eines Magnetfeldes durch die Magnetopause begrenzt.

Diese Gliederung gibt nur eine grobe Einteilung wieder, und nicht jede Schicht ist bei allen Atmosphären nachweisbar. So besitzt die Venus (Planet)|Venus z. B. keine Stratosphäre, kleinere Planeten und Monde besitzen nur eine Exosphäre, z. B. der Merkur (Planet)|Merkur. Es ist auch möglich die Atmosphäre nicht nach dem Temperaturverlauf, sondern nach anderen Gesichtspunkten zu gliedern, wie:

  • dem radio-physikalischen Zustand der Atmosphäre (Ionosphäre, Magnetosphäre)
  • nach physiko-chemischen Prozessen (Ozonosphäre bzw. Ozonschicht, Chemosphäre)
  • der Lebenszone (Biosphäre)
  • der Durchmischung (Homosphäre, Homopause, Heterosphäre)
  • dem aerodynamischen Zustand (Prandtl-Schicht, Ekman-Schicht, beide als Planetare Grenzschicht oder Peplosphäre, Freie Atmosphäre)

Übersicht über die Planetenatmosphären

Planet hPa) H He N O CO2 CH4 sonstige Bemerkungen
Merkur 10-8 22 % 6 % ja 42 % ja   dampf nur Exosphäre
Venus 92.000   ja 3,5 %   96,5 %     keine Mesosphäre
Erde 1.013 ja ja 78 % 21 % 0,03 %   Argon 1 %  
Mars 4 - 10 (variabel)     2,7 % 0,13 % 95 % 10 ppb Argon 1,6 %  
Jupiter >106 89,8 % 10,2 %       ja   Gasriese
Saturn >106 96,3 % 3,3 %       ja   Gasriese
Uranus >106 82 % 15,2 %       2,3 %   Gasriese
Neptun >106 80 % 19 %       1 %   Gasriese
Pluto 0-0,005     ja     ja   Ausdehnung variiert.

Neben den Planeten haben auch einige größere Mond (Trabant)|Monde eine Atmosphäre, auch bei Planeten anderer Sternsysteme (Exoplanet) konnten mit Spektroskopie|spektrografischen Methoden Atmosphären nachgewiesen werden.

Siehe auch: Planetologie, , Statische Stabilität|Schichtungsstabilität, Meteorologie,

Entstehung einer Atmosphäre und Transmissivität der Erdatmosphäre für verschiedene Wellenlängen fehlt.

Kategorie:Atmosphäre| Kategorie:Planetologie Kategorie:Meteorologie

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