De atmosfeer van de aarde wordt gevormd door verschillende lagen gassen die de aarde omringen als gevolg van de effecten van het zwaartekrachtveld.
Elke laag heeft een specifieke samenstelling van gassen die zijn georganiseerd volgens hun dichtheden. De dichtere gassen worden dichter bij het aardoppervlak getrokken, terwijl de andere verder van de planeet blijven.
Door de verschillende eigenschappen die gassen hebben, hebben de lagen van de atmosfeer hun eigen kenmerken en spelen ze een specifieke rol in hun relatie met de aarde.
Bij vijf lagen waaruit de atmosfeer van de aarde bestaat zijn: troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer.
Troposfeer
De troposfeer is de dichtste laag van de atmosfeer en daarom het dichtst bij het aardoppervlak. Geschat wordt dat de totale atmosferische massa 5x10. is18 kg, en dat 75% van deze hoeveelheid zich in de troposfeer bevindt.
De dikte van de troposfeer varieert van 8 km tot 14 km, afhankelijk van het gebied van de aarde. De dunste punten (waar de dikte 8 km bereikt) bevinden zich op de noord- en zuidpool.
Als de laagste laag van de atmosfeer is de troposfeer verantwoordelijk voor het huisvesten van het leven op de planeet, en het is ook waar bijna alle weersverschijnselen plaatsvinden. De term troposfeer is afgeleid van het Grieks stijlfiguren (verandering) om de dynamische aard van klimaatverandering en het gedrag van deze laag van de atmosfeer weer te geven.
Het gebied van de troposfeer dat het einde en het begin van de stratosfeer begrenst, wordt de tropopauze genoemd. De tropopauze is gemakkelijk te herkennen aan de verschillende druk- en temperatuurpatronen van elke laag.
samenstelling van de troposfeer
Qua volume bestaat de troposfeer uit 78,08% stikstof, 20,95% zuurstof, 0,93% argon en 0,04% koolstofdioxide. Lucht is ook samengesteld uit een variabel percentage waterdamp dat de troposfeer binnenkomt door het fenomeen van verdamping.
Troposfeer temperatuur
Net als de druk neemt ook de temperatuur in de troposfeer af naarmate de hoogte toeneemt. Dit komt omdat de grond de meeste zonne-energie absorbeert en de lagere niveaus van de troposfeer verwarmt. Gezien het feit dat de verdamping groter is in warmere gebieden, zijn waterdampen dus meer aanwezig op zeeniveau en zeldzamer op grotere hoogten.
Wat is er in de troposfeer te vinden?
Enkele voorbeelden van wat er in de troposfeer te vinden is, zijn:
- Klimaat
- Neerslag zoals regen, sneeuw en hagel;
- Gassen zoals stikstof, zuurstof, argon en kooldioxide
- wolken
- vogels
Stratosfeer
De stratosfeer is de op een na grootste laag van de atmosfeer en ook de op één na dichtst bij het aardoppervlak. Er wordt geschat dat het ongeveer 15% van de totale massa van de atmosfeer van de aarde bevat.
De dikte van de stratosfeer is 35 km van de tropopauze, wat betekent dat deze zich tussen de troposfeer en de mesosfeer bevindt. De term stratosfeer is afgeleid van het Grieks laag (laag), om het feit aan te duiden dat de stratosfeer zelf is onderverdeeld in andere, kleinere lagen.
De lagen van de stratosfeer vormen zich door de afwezigheid van klimatologische verschijnselen die de lucht vermengen. Er is dus een duidelijke scheiding tussen koude, zware lucht, die zich beneden bevindt, en warme, lichte lucht, die zich boven bevindt. Dus in termen van temperatuur werkt de stratosfeer precies tegengesteld aan de troposfeer.
Omdat het een zeer stabiele regio is (omdat er geen luchtuitwisseling is), hebben vliegtuigpiloten de neiging om aan het begin van de stratosfeer te blijven om turbulentie te vermijden. Op deze hoogte bereiken vliegtuigen en ballonnen hun maximale efficiëntie.
Sommige vliegtuigen, vooral straalvliegtuigen, klimmen in de stratosfeer om wrijving en luchtuitwisseling te voorkomen.
De stratosfeer bevat ook de bekende ozonlaag, verantwoordelijk voor het absorberen van de meeste ultraviolette straling die door de zon wordt uitgezonden. Zonder de ozonlaag zou het leven op aarde zoals we dat kennen niet mogelijk zijn.
Net als de troposfeer heeft de stratosfeer ook een gebied dat het einde afbakent en het begin van de mesosfeer markeert, de stratopauze genoemd.
Stratosfeer samenstelling
De meeste elementen op het aardoppervlak en in de troposfeer bereiken de stratosfeer niet. In plaats daarvan is het gebruikelijk dat ze:
- ontbinden in de troposfeer
- worden geëlimineerd door zonlicht
- door regen of andere neerslag worden teruggebracht naar het aardoppervlak
Door de inversie in de temperatuurdynamiek tussen de troposfeer en de stratosfeer is er bijna geen uitwisseling van lucht tussen de twee lagen, waardoor waterdampen slechts in minieme hoeveelheden in de stratosfeer. Om deze reden is wolkenvorming in deze laag extreem moeilijk.
Met betrekking tot gassen wordt de stratosfeer voornamelijk gevormd door ozon dat aanwezig is in de ozonlaag. Er wordt aangenomen dat 90% van alle ozon in de atmosfeer in deze regio wordt gevonden. Bovendien bevat de stratosfeer elementen die door vulkaanuitbarstingen worden gedragen, zoals stikstofoxiden, salpeterzuur, halogenen, enz.
temperatuur in de stratosfeer
De temperatuur in de stratosfeer neemt toe naarmate de hoogte toeneemt, variërend van -51°C op het laagste punt (tropopauze) tot -3°C op het hoogste punt (stratopauze).
Wat is er in de stratosfeer te vinden?
Enkele voorbeelden van wat er in de stratosfeer te vinden is, zijn:
- Ozonlaag
- Vliegtuigen en weerballonnen
- sommige vogels
mesosfeer
De mesosfeer is de laatste atmosferische laag waarin gassen nog steeds in de lucht worden gemengd en niet georganiseerd door hun massa. Het wordt door de wetenschap beschouwd als de moeilijkste laag om te bestuderen, dus er is weinig bevestigde informatie over.
De dikte van de mesosfeer is ook 35 km, gerekend vanaf de stratopauze, wat betekent dat deze zich tussen de stratosfeer en de thermosfeer bevindt. De term mesosfeer komt uit het Grieks maanden (midden), aangezien het de derde van de vijf lagen van de aardatmosfeer is
Weerballonnen en vliegtuigen kunnen niet zo hoog reiken dat ze de mesosfeer bereiken. Tegelijkertijd kunnen satellieten alleen erboven draaien, zodat ze de kenmerken van de laag niet goed kunnen meten. De enige manier om de mesosfeer momenteel te bestuderen, is door het gebruik van sonische raketten die per missie weinig informatie verzamelen.
Het is in de mesosfeer dat de verbranding van hemellichamen die de atmosfeer van de aarde binnenkomen plaatsvindt, wat aanleiding geeft tot verschijnselen zoals meteorenregens.
Een meteorenregen treedt op wanneer een hemellichaam de atmosfeer van de aarde binnendringt. Door de zeer hoge temperatuur verbrandt het hemellichaam en lost het meestal op in meerdere kleinere stukjes.
samenstelling van de mesosfeer
Het percentage zuurstof, stikstof en koolstofdioxide in de mesosfeer is in wezen hetzelfde als in de onderliggende lagen. Waterdampen zijn zelfs zeldzamer dan in de stratosfeer, die op zijn beurt een deel van de ozon naar de mesosfeer transporteert.
De mesosfeer bevat ook materiaal van meteoren dat verdampt bij binnenkomst in de atmosfeer. Zo bestaat de mesosfeer ook uit een relatief hoog aandeel ijzer en andere metalen.
temperatuur in de mesosfeer
De temperatuur in de mesosfeer neemt af naarmate de hoogte toeneemt, variërend van -3°C op het laagste punt (stratopauze) en -143ºC op het hoogste punt, de mesopauze, het koudste gebied in de hele atmosfeer aards.
Wat is er in de stratosfeer te vinden?
Enkele voorbeelden van wat er in de stratosfeer te vinden is, zijn:
- Verbrandende meteoren
- Nachtlichtende wolken (een speciaal type wolken dat 's nachts oplicht)
thermosfeer
De thermosfeer bevindt zich boven de mesosfeer en onder de exosfeer. De dikte is ongeveer 513 km, wat veel groter is dan alle lagere lagen samen.
Hoewel de thermosfeer wordt beschouwd als onderdeel van de atmosfeer van de aarde, is de dichtheid van de lucht zo laag dat het grootste deel van de laag ten onrechte als de ruimte wordt gezien. Dit idee wordt versterkt door het feit dat de laag niet genoeg moleculen heeft om geluidsgolven te laten reizen.
In de thermosfeer veroorzaakt ultraviolette straling de verschijnselen van foto-ionisatie van moleculen, dat wil zeggen de vorming van ionen door contact tussen een foton en een atoom. Dit fenomeen is verantwoordelijk voor het ontstaan van de ionosfeer, die zich in de thermosfeer bevindt. De ionosfeer speelt een belangrijke rol bij de verspreiding van radiogolven naar verre gebieden op aarde.
Het is in de thermosfeer dat de satellieten en het International Space Station (ISS) in een baan om de aarde draaien. Verder is het in de thermosfeer dat de aurora borealis optreedt.
De aurora borealis gebeurt met de botsing van zonnedeeltjes met de atmosferische dichtheid van de aarde.
Het woord thermosfeer komt uit het Grieks thermosfles (warmte), als gevolg van het feit dat de temperaturen in deze laag extreem hoog zijn.
De grens tussen de thermosfeer en de exosfeer wordt de thermopauze genoemd.
Thermosfeer samenstelling
In tegenstelling tot de onderliggende lagen, waarin gassen zich vermengen, botsen deeltjes in de thermosfeer zelden met elkaar, wat resulteert in een gelijkmatige verdeling van elementen. Bovendien worden de meeste moleculen in de thermosfeer afgebroken door zonlicht.
De bovenste delen van de thermosfeer zijn samengesteld uit atomaire zuurstof, atomaire stikstof en helium.
Thermosfeer temperatuur
De temperatuur in de thermosfeer kan variëren van 500°C tot 2000°C. Dit komt omdat veel van het zonlicht in deze laag absurd is.
Wat is er te vinden in de thermosfeer?
Enkele voorbeelden van wat er in de thermosfeer te vinden is, zijn:
- Satellieten
- Voorheen was de space shuttle
- ISS
- Noorderlicht
- Ionosfeer
exosfeer
De exosfeer is de grootste en buitenste laag van de atmosfeer van de aarde. Het strekt zich uit over 600 km totdat het dunner wordt en zich vermengt met de interplanetaire ruimte. Dit maakt zijn dikte 10.000 km. De verste grens van de exosfeer reikt tot halverwege de maan.
De term exosfeer komt uit het Grieks exo (buiten), wat aangeeft dat dit de laatste atmosferische laag is vóór het vacuüm van de ruimte.
samenstelling van de exosfeer
Deeltjes in de exosfeer liggen extreem ver uit elkaar en worden daarom niet geclassificeerd als gassen omdat de dichtheid te laag is. Het is mogelijk dat het ene deeltje honderden kilometers aflegt voordat het tegen een ander botst. Ze worden ook niet als plasma beschouwd omdat ze niet elektrisch geladen zijn.
In de lagere regionen van de exosfeer is het mogelijk om waterstof, helium, koolstofdioxide en atomaire zuurstof te vinden, die minimaal door het zwaartekrachtsveld aan de aarde vast blijven zitten.
temperatuur in de exosfeer
Doordat de exosfeer bijna vacuüm is (door de afwezigheid van interactie tussen de moleculen) is de temperatuur in de laag constant en koud.
Wat is er te vinden in de exosfeer?
Enkele voorbeelden van wat er in de exosfeer te vinden is, zijn:
- ruimtetelescoop Hubble
- Satellieten
Zie ook:
- Atmosfeer
- Troposfeer
- Stratosfeer
- Satelliet
- Vacuüm