Lagen van de atmosfeer

De atmosfeer van de aarde wordt gevormd door verschillende lagen gassen die de aarde omcirkelen vanwege de effecten van het zwaartekrachtsveld.

Elke laag heeft een specifieke samenstelling van gassen die zijn georganiseerd op basis van hun dichtheid. De dichtere gassen worden dichter bij het aardoppervlak getrokken terwijl de anderen verder van de planeet verwijderd blijven.

Vanwege de verschillende kenmerken die gassen hebben, hebben de lagen van de atmosfeer hun eigen kenmerken en spelen ze specifieke rollen in hun relatie met de aarde.

De vijf lagen die de aardse atmosfeer vormen zijn: troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer.

Deel Tweet Tweet

troposfeer

De troposfeer is de dichtste laag van de atmosfeer en daarom het dichtst bij het aardoppervlak. Geschat wordt dat de totale atmosferische massa 5x1018 kg is, en dat 75% van die hoeveelheid zich in de troposfeer bevindt.

De dikte van de troposfeer varieert van 8 km tot 14 km, afhankelijk van de regio van de aarde. De fijnere punten (waar de dikte 8 km bereikt) zijn aan de noord- en zuidpolen.

Omdat het de laagste laag van de atmosfeer is, is de troposfeer verantwoordelijk voor het herbergen van het leven op de planeet, en het is ook waar bijna alle klimaatverschijnselen voorkomen. De term troposfeer is afgeleid van de Griekse tropes (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 tropopauze genoemd. De tropopauze is gemakkelijk te herkennen aan de verschillende druk- en temperatuurpatronen van elk van de lagen.

Samenstelling van de troposfeer

Qua volume is de troposfeer samengesteld uit 78, 08% stikstof, 20, 95% zuurstof, 0, 93% argon en 0, 04% koolstofdioxide. Lucht bestaat ook uit een variabel percentage waterdamp dat de troposfeer binnendringt door het verdampingsverschijnsel.

Temperatuur in de troposfeer

Net als de druk neemt ook de temperatuur in de troposfeer af naarmate de hoogte toeneemt. Dit komt omdat de grond het grootste deel van de zonne-energie absorbeert en de lagere niveaus van de troposfeer verwarmt. Gezien de verdamping dus groter is in de warmere gebieden, is waterdamp meer aanwezig op zeeniveau en zeldzamer op grotere hoogten.

Wat is er te vinden in de troposfeer?

Enkele voorbeelden van wat kan worden gevonden in de troposfeer zijn:

klimaat
Neerslag zoals regen, sneeuw en hagel;
Gassen zoals stikstof, zuurstof, argon en koolstofdioxide
wolken
gevogelte

stratosfeer

De stratosfeer is de op een na grootste laag van de atmosfeer en ook de tweede die het dichtst bij het aardoppervlak ligt. Naar schatting bevat het ongeveer 15% van de totale massa van de aarde in de atmosfeer.

De dikte van de stratosfeer ligt op 35 km van de tropopauze, wat betekent dat het zich tussen de troposfeer en de mesosfeer bevindt. De term stratosfeer is afgeleid van de Griekse strato (laag), om aan te duiden dat de stratosfeer zelf is onderverdeeld in andere kleinere lagen.

De lagen van de stratosfeer worden gevormd door de afwezigheid van klimatologische verschijnselen die de lucht vermengen. Er is dus een duidelijke scheiding tussen de koude en zware lucht, die zich onder bevindt, en de warme, lichte lucht die zich daarboven bevindt. Dus, in termen van temperatuur, functioneert de stratosfeer op een manier die in strijd is met de troposfeer

Omdat het een zeer stabiele regio is (omdat er geen luchtverversing is), blijven vliegtuigpiloten aan het begin van de stratosfeer om turbulentie te voorkomen. Het is op deze hoogte dat vliegtuigen en ballonnen hun maximale efficiëntie bereiken.

Deel Tweet Tweet

Sommige vliegtuigen, met name straalvliegtuigen, klimmen de stratosfeer in om wrijving en luchtveranderingen te voorkomen.

De stratosfeer bevat ook de bekende ozonlaag, verantwoordelijk voor het absorberen van het grootste deel van de ultraviolette straling die door de zon wordt uitgezonden. Zonder de ozonlaag zou het leven op aarde, zoals wij het kennen, niet mogelijk zijn.

Net als de troposfeer heeft de stratosfeer ook een regio die het einde begrenst en het begin markeert van de mesosfeer, stratopauze genoemd.

Samenstelling van de stratosfeer

De meeste elementen op het aardoppervlak en in de troposfeer bereiken de stratosfeer niet. In plaats daarvan is het gebruikelijk dat ze:

ontbindend in de troposfeer
worden geëlimineerd door zonlicht
teruggebracht worden naar de oppervlakte van de aarde door regen of andere regenval

Vanwege de omkering van de temperatuurdynamiek tussen de troposfeer en de stratosfeer, is er bijna geen luchtuitwisseling tussen de twee lagen, waardoor waterdamp slechts in zeer kleine hoeveelheden in de stratosfeer ontstaat. Om deze reden is de vorming van wolken in deze laag buitengewoon moeilijk.

Met betrekking tot gassen wordt de stratosfeer voornamelijk gevormd door ozon dat in de ozonlaag aanwezig is. Er wordt aangenomen dat 90% van alle ozon in de atmosfeer zich in deze regio bevindt. Bovendien bevat de stratosfeer elementen die worden gedragen door vulkaanuitbarstingen zoals stikstofoxiden, salpeterzuur, halogenen, enz.

Temperatuur in de stratosfeer

De temperatuur in de stratosfeer neemt toe naarmate de hoogte toeneemt, van -51 ° C op het laagste punt (tropopauze) tot -3 ° C op het hoogste punt (stratopauze).

Wat is er te vinden in de stratosfeer?

Enkele voorbeelden van wat er te vinden is in de stratosfeer zijn:

Ozonlaag
Vliegtuigen en klimaatballonnen
Sommige vogels

mesosphere

De mesosfeer is de laatste atmosferische laag waarin de gassen nog steeds in de lucht worden gemengd en niet door hun massa worden georganiseerd. 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, geteld vanaf de stratopause, wat betekent dat het zich bevindt tussen de stratosfeer en de thermosfeer. De term mesosfeer komt van het Griekse mesos (midden), de derde van de vijf lagen van de atmosfeer van de aarde

Klimaatballonnen en vliegtuigen kunnen niet zo hoog worden als ze de mesosfeer bereiken. Tegelijkertijd zijn satellieten alleen in staat om erboven te cirkelen op een manier dat ze de kenmerken van de laag niet goed kunnen meten. De enige manier om de mesosfeer vandaag te bestuderen, is door het gebruik van sonische raketten die weinig informatie verzamelen per missie.

Het is in de mesosfeer dat de verbranding van hemellichamen de aardse atmosfeer binnendringt, en aanleiding geeft tot fenomenen zoals meteorenregen.

Deel Tweet Tweet

Meteoordouche doet zich voor wanneer een hemellichaam de atmosfeer van de aarde binnengaat. Door de zeer hoge temperatuur brandt het hemellichaam en lost het meestal op in meerdere kleinere stukken.

Samenstelling van de mesosfeer

Het percentage zuurstof, stikstof en koolstofdioxide in de mesosfeer is in wezen hetzelfde als dat van de onderstaande lagen. Waterdamp is zelfs zeldzamer dan in de stratosfeer, die op zijn beurt een deel van de ozon naar de mesosfeer overbrengt.

De mesosfeer heeft ook materiaal afkomstig van meteoren die verdampen bij het binnengaan van de atmosfeer. Dus, de mesosfeer is ook samengesteld uit een relatief hoog aandeel van ijzer en andere metalen.

Temperatuur in de mesosfeer

De temperatuur in de mesosfeer neemt af naarmate de hoogte toeneemt, van -3 ° C op het laagste punt (stratopauze) tot -143 ° C op het hoogste punt, de mesopauze, het koudste deel van de gehele atmosfeer van de aarde.

Wat is er te vinden in de stratosfeer?

Enkele voorbeelden van wat er te vinden is in de stratosfeer zijn:

Verbrandingsmiddelen
Lichtende wolken (een speciaal soort wolken die 's nachts schijnen)

thermosfeer

De thermosfeer bevindt zich boven de mesosfeer en onder de exosfeer. De dikte is ongeveer 513 km, dat is veel groter dan alle gecombineerde onderste lagen.

Hoewel de thermosfeer wordt beschouwd als onderdeel van de atmosfeer van de aarde, is de dichtheid van lucht zo laag dat het grootste deel van de laag per abuis als siderische ruimte wordt gezien. Dit idee wordt versterkt door het feit dat de laag niet genoeg moleculen heeft om te reizen door geluidsgolven.

In de thermosfeer veroorzaakt ultraviolette straling het fenomeen van de foto-ionisatie van moleculen, dat wil zeggen de vorming van ionen door het contact tussen een foton en een atoom. Dit fenomeen is verantwoordelijk voor de creatie van de ionosfeer, die zich in de thermosfeer bevindt. De ionosfeer speelt een belangrijke rol bij de verspreiding van radiogolven naar verre gebieden van de aarde.

Het is in de thermosfeer die in een baan om de satellieten en het International Space Station (ISS) draait. Bovendien bevindt zich in de thermosfeer de aurora borealis.

Deel Tweet Tweet

De aurora borealis gebeurt met de botsing van zonnedeeltjes met de terrestrische atmosferische dichtheid.

Het woord thermosfeer is afkomstig van de Griekse term thermos, wat aangeeft dat de temperatuur extreem hoog is in deze laag.

De grens tussen de thermosfeer en de exosfeer wordt thermopause genoemd.

Samenstelling van de thermosfeer

In tegenstelling tot de onderliggende lagen, waarin de gassen mengen, botsen de deeltjes in de thermosfeer zelden, wat resulteert in een uniforme verdeling van elementen. Bovendien zijn veel van de moleculen die in de thermosfeer aanwezig zijn, gebroken door zonlicht.

In 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 zoveel zonlicht in deze laag absurd is.

Wat is er te vinden in de thermosfeer?

Enkele voorbeelden van wat er te vinden is in de thermosfeer zijn:

satellieten
Vroeger was de spaceshuttle
ISS
Noorderlicht
ionosfeer

exosphere

De exosfeer is de grootste buitenste laag van de atmosfeer van de aarde. Het strekt zich uit over 600 km totdat het smaller wordt en zich vermengt met de interplanetaire ruimte. Dit maakt zijn dikte 10000 km. De verste grens van de exosfeer bereikt halverwege de maan.

De term exosfeer komt van de Griekse exo (buitenste), wat aangeeft dat dit de laatste atmosferische laag is vóór het ruimtevacuüm.

Samenstelling van de exosfeer

De 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 een deeltje honderden kilometers aflegt totdat het botst met een ander. Ze worden ook niet beschouwd als plasma omdat ze niet elektrisch geladen zijn.

In de lagere regionen van de exosfeer is het mogelijk om waterstof, helium, kooldioxide en atomaire zuurstof te vinden, die minimaal gebonden blijven aan de aarde door het zwaartekrachtsveld.