In der Welt der Geographie und Meteorologie ist die Mesosphäre ein fester Bestandteil des Verständnisses über die Erdatmosphäre. Als eine der oberen Schichten der Erdatmosphäre, besitzt sie einzigartige Charakteristika, die nicht nur für Wissenschaftler, sondern auch für dich interessant sind. In diesem Artikel vertiefst du dein Wissen über die Mesosphäre, ihre Struktur, ihre Bedeutung und ihre Rolle im komplexen System der Atmosphärenschichten.
Was ist die Mesosphäre: Eine einfache Erklärung
Die Mesosphäre, ein Teil unserer Erdhülle, ist eine weniger bekannte Schicht der Atmosphäre im Vergleich zur Troposphäre, in der wir leben, oder der Stratosphäre, wo Ozon gesammelt wird. Doch trotz ihrer relativen Einzigartigkeit trägt die Mesosphäre maßgeblich zum Funktionieren unseres Planeten bei.
Mesosphäre Definition
Die Mesosphäre ist die dritte Schicht der Atmosphäre, die sich zwischen der Stratosphäre und der Thermosphäre erstreckt. Sie befindet sich etwa 50 bis 85 Kilometer über der Erdoberfläche. In dieser Schicht fällt die Temperatur mit zunehmender Höhe erneut ab, ein Phänomen, das in der Stratosphäre nicht beobachtet wird.
Du kannst die Mesosphäre als eine Art "Mittelschicht" betrachten, da sie sich in der Mitte der fünf Hauptebenen der Erdatmosphäre befindet.
Aufbau der Mesosphäre
Die Mesosphäre beginnt dort, wo die Stratosphäre endet, bei etwa 50 Kilometern über der Erdoberfläche und erstreckt sich bis zu einer Höhe von etwa 85 Kilometern. In dieser Zone, bekannt als Mesopause, treffen die niedrigsten Temperaturen in der gesamten Atmosphäre auf, oftmals unter -90 Grad Celsius.
| Startpunkt Mesosphäre: |
50 Kilometer |
| Endpunkt Mesosphäre: |
85 Kilometer |
| Tiefste Temperatur: |
\( -90^{\circ}C \) |
In der Mesosphäre entstehen Meteoriten, wenn Staubpartikel aus dem Weltraum in die Erdatmosphäre eindringen und aufgrund der hohen Reibung mit der Atmosphäre verbrennen. Das ist der Grund, warum wir oft "Sternschnuppen" sehen, obwohl sie tatsächlich keine Sterne sind, sondern Meteoriten, die in der Mesosphäre verglühen.
Bedeutung der Mesosphäre
Obwohl sie die am wenigsten erforschte Schicht unserer Atmosphäre ist, spielt die Mesosphäre eine wichtige Rolle für das Klima unserer Erde. Sie fungiert als eine Art "Schutzschild" für die Erde, indem sie die meisten Meteoriten abschirmt, bevor sie die Erdoberfläche erreichen können. Zudem entstehen in der Mesosphäre Polarlichter, die eine große Bedeutung für die Erforschung von Weltraumwetter und -klima haben.
Ohne die Mesosphäre wäre die Erde einem viel höheren Risiko von Meteoriteneinschlägen ausgesetzt. Dies zeigt, wie bedeutend selbst diese relativ "unbekannte" Schicht unserer Erdatmosphäre ist.
Merkmale und Eigenschaften der Mesosphäre
Die Mesosphäre ist eine wichtige, aber oft übersehene Schicht unserer Erdatmosphäre. Ihre einzigartigen Merkmale und Eigenschaften machen sie zu einem faszinierenden Studienobjekt für Atmosphärenwissenschaftler. Von den extremen Temperaturen bis hin zu der Zusammensetzung ihrer Gase bietet die Mesosphäre eine Vielfalt an Kennzeichen, die sie von den anderen Schichten der Atmosphäre unterscheiden.
Mesosphäre Temperatur
Die Temperatur in der Mesosphäre variiert stark mit der Höhe. Ausgehend von etwa -5 Grad Celsius an der Grenze zur Stratosphäre fällt sie auf etwa -90 Grad Celsius an der Mesopause, dem oberen Ende der Mesosphäre, ab.
Denke einmal darüber nach, wie kalt -90 Grad Celsius wirklich sind. Das ist kälter als die durchschnittliche Temperatur am Südpol im Winter!
Funktionen der Mesosphäre
Die Mesosphäre besitzt viele wichtige Funktionen für unser Erdsystem. Unter anderem:
- Schützt die Erde vor Meteoroiden: Die meisten Meteoroiden verglühen, wenn sie in die Mesosphäre eintreten und damit vor dem Erreichen der Erdoberfläche.
- Liefert Informationen über das Weltraumwetter: Die Polarlichter, die in der Mesosphäre auftreten, werden von Sonnenwinden verursacht und können daher Aufschluss über aktuelle Bedingungen im Weltraum geben.
Gase der Mesosphäre
Die Hauptgase der Mesosphäre entsprechen praktisch denen in der unteren Atmosphäre und bestehen aus Stickstoff und Sauerstoff. Die Konzentration dieser Gase ist in der Mesosphäre jedoch wesentlich geringer als in der Troposphäre.
Luftdruck in der Mesosphäre
Der Luftdruck in der Mesosphäre ist aufgrund der geringen Dichte der Atome und Moleküle in dieser Höhe extrem niedrig. Tatsächlich enthält die gesamte Mesosphäre nur etwa 0,1% der Gesamtmasse der Erdatmosphäre. Ausgedrückt in Millibar (mb), einer üblichen Maßeinheit für atmosphärischen Druck, liegt der Druck in der Mesosphäre zwischen etwa 1 mb an ihrer unteren Grenze und 0,01 mb an der Mesopause.
Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie niedrig das ist: Der Druck auf Meereshöhe beträgt im Durchschnitt etwa 1.013 mb, also mehr als 1000-mal größer!
Obwohl der Druck in der Mesosphäre extrem niedrig ist, ist er immer noch ausreichend, um kleinere Meteoroiden zu verglühen. Sobald diese in die Mesosphäre eintreten, erhöht die Reibung mit den wenigen vorhandenen Gasen ihre Temperatur so stark, dass sie verglühen, und verursacht so die Lichtstreifen, die wir als Sternschnuppen sehen.
Mesosphäre und die Atmosphärenschichten
Eines der faszinierendsten Merkmale unseres Planeten ist die Art und Weise, wie seine Atmosphäre strukturiert ist. Die Atmosphäre der Erde besteht aus mehreren Schichten, die jeweils ihre einzigartigen Eigenschaften und Funktionen haben. Die Mesosphäre ist eine dieser Schichten und liegt zwischen Stratosphäre und Thermosphäre.
Atmosphäre, Stratosphäre und Mesosphäre
Beginnend an der Erdoberfläche erstreckt sich zunächst die Troposphäre, die den Großteil des Wetters auf der Erde beherbergt. Darüber liegt die Stratosphäre, die das Ozon enthält, das uns vor der schädlichen UV-Strahlung der Sonne schützt.
Folgt auf die Stratosphäre die Mesosphäre, eine Schicht, die von etwa 50 bis 85 Kilometer über der Erdoberfläche reicht. In der Mesosphäre sinkt die Temperatur wieder ab, je höher du kommst, und sie ist bekannt dafür, dass sie die meisten der Meteoroiden, die auf die Erde treffen, verbrennt.
In der Regel ist es schwierig, die genaue Grenze zwischen den einzelnen Schichten der Erdatmosphäre zu definieren, da sie eher ineinander übergehen. Einige Wissenschaftler verwenden Temperaturgradienten, um die Grenzen zu kennzeichnen. Die Mesosphäre beginnt also dort, wo die Temperaturen aufhören, mit der Höhe zu steigen, und beginnen, mit der Höhe wieder zu fallen.
Ozeanische und kontinentale Mesosphäre
Im Allgemeinen ist die Mesosphäre überall auf der Erde gleich, ob über Kontinenten oder Ozeanen. Allerdings kann es Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung und Temperatur der Mesosphäre in Abhängigkeit von geographischen Merkmalen, wie z.B. Gebirgskettene und Meeresströmungen, geben.
Beispielsweise kann der Luftdruck in der Mesosphäre über hohen Gebirgen geringfügig niedriger sein als über dem Meeresspiegel. Der Einfluss von Meeresströmungen und Kontinentalplatten kann auch das Verhalten von Winden in der Mesosphäre beeinflussen.
Es ist auch interessant festzustellen, dass trotz dieser kleineren Unterschiede die Mesosphäre weit weniger variabel ist als die Troposphäre darunter. Dies liegt daran, dass die Mesosphäre weitgehend isoliert ist von der direkten Wechselwirkung mit der Erdoberfläche und den Ozeanen, die die Haupttreiber für Wetter und Klima sind.
Leuchtende Nachtwolken in der Mesosphäre
In der kalten und dünnen Luft der Mesosphäre bilden sich manchmal leuchtende Nachtwolken. Diese seltenen, aber faszinierenden Himmelsphänomene sind in mittleren bis hohen Breitengraden in den Monaten um die Sommersonnenwende herum sichtbar.
Leuchtende Nachtwolken, auch als polare Mesosphärenwolken bekannt, bestehen aus winzigen Eispartikeln, die hoch in der Mesosphäre schweben. Sie sind bekannt für ihr schimmerndes, welliges Aussehen und ihre blauen oder silbernen Farben, die durch die Reflektion des Sonnenlichts kurz nach dem Sonnenuntergang oder vor dem Sonnenaufgang entstehen.
Stell dir vor, du siehst am späten Abend nach oben und siehst plötzlich Wolken, die in einem schimmernden Blau oder Silber leuchten, anstatt dunkel und unerkennbar zu sein. Das sind die leuchtenden Nachtwolken, ein Hinweis darauf, dass du in der linkspectakulären Mesosphäre "oben" bist!
Mesosphäre - Das Wichtigste
- Mesosphäre ist die dritte Schicht der Atmosphäre, zwischen Stratosphäre und Thermosphäre, etwa 50 bis 85 Kilometer über der Erdoberfläche.
- Die Temperatur in der Mesosphäre sinkt mit zunehmender Höhe, an der Mesopause, dem oberen Ende der Mesosphäre, erreicht sie -90 Grad Celsius.
- Meteoriten entstehen in der Mesosphäre durch Reibung mit der Atmosphäre, dies führt zu den sogenannten "Sternschnuppen".
- Die Mesosphäre schützt die Erde vor der meisten Meteoriten und trägt zur Erforschung des Weltraumwetters und -klimas durch Polarlichter bei.
- Die Hauptgase der Mesosphäre sind Stickstoff und Sauerstoff, die Konzentration dieser Gase ist jedoch wesentlich geringer als in der Troposphäre.
- Der Luftdruck in der Mesosphäre, gemessen in Millibar (mb), liegt zwischen etwa 1 mb an ihrer unteren Grenze und 0,01 mb an der Mesopause.
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