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Stockwerke der Atmosphäre – Temperatur, Luftdruck und Zusammensetzung mit der Höhe

GeografieWetter und KlimaAlter 15–16

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Lassen Sie einen Wetterballon oder eine Höhenforschungsrakete durch Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre und Thermosphäre aufsteigen. Die Sonde trägt Temperatur, Luftdruck und Ozon in jeder Höhe in eine Tabelle ein, und das Diagramm zeigt, wie die Temperatur mit der Höhe sinkt, steigt, wieder sinkt und erneut steigt, während der Luftdruck etwa alle 5,5 km auf die Hälfte fällt. Die Atmosphärensäule zeigt, wo Wetter, Verkehrsflugzeuge, die Ozonschicht, Meteore und Polarlichter vorkommen, und ein Balken gibt die Zusammensetzung der Luft in der gewählten Höhe an. Wechseln Sie zwischen tropischer, mittlerer und polarer Breite, um die Tropopause zu verschieben, oder entfernen Sie Ozon, um zu sehen, warum sich die Stratosphäre erwärmt und wie viel mehr UV-Strahlung den Boden erreicht.

Lektion: Aufbau der Atmosphäre: Stockwerke, Temperatur- und Druckverlauf, Zusammensetzung der Luft und Rolle der Ozonschicht

Was sie zeigt

Die Atmosphäre wird danach in Stockwerke gegliedert, wie sich die Temperatur mit der Höhe ändert. In der Troposphäre wird die Luft vom Boden aus erwärmt und kühlt deshalb um etwa 6,5 °C pro Kilometer ab; hier befinden sich fast der gesamte Wasserdampf und das Wetter. In der Stratosphäre absorbiert Ozon UV-Strahlung und erwärmt die Luft bis auf etwa 0 °C in rund 50 km Höhe. Die Mesosphäre kühlt wieder bis etwa −90 °C ab, und in der Thermosphäre wird die sehr dünne Luft durch Röntgen- und extreme UV-Strahlung erhitzt. Die Profile folgen der US-Standardatmosphäre 1976; der Druck ergibt sich aus dem hydrostatischen Gleichgewicht. Der Fall ohne Ozon ist eine vereinfachte Veranschaulichung.

So funktioniert es

Klicken Sie auf Sonde starten, um einen Wetterballon (er platzt in etwa 30–33 km Höhe) oder eine Höhenforschungsrakete (bis zum oberen Rand des Diagramms) aufsteigen zu lassen; jeder Kilometer fügt der Tabelle eine Zeile und dem Diagramm einen Punkt hinzu. Ziehen Sie auf dem Bild nach oben oder unten oder nutzen Sie den Regler Höhe, um Temperatur, Druck, Dichte, Ozon und Zusammensetzung in jeder Höhe abzulesen. Ändern Sie Geografische Breite, Ozonmenge, Diagramm und Höhenbereich und lösen Sie die drei Aufgaben.

Einstellbare Parameter

  • Geografische Breite (Art der Atmosphäre) Mittlere Breiten (Standardatmosphäre), Tropen, Polargebiet
  • Ozonmenge im Vergleich zu heute 0–100 %
  • Angezeigter Höhenbereich 0–120 km, 0–600 km
  • Diagramm Temperatur, Luftdruck, Ozon
  • Höhe der Sonde 0–600 km
  • Sonde Wetterballon, Höhenforschungsrakete
  • Wolken, Flugzeuge, Meteore und Polarlichter zeigen

Fragen zum Erkunden

  1. Warum steigt die Temperatur in der Stratosphäre mit der Höhe, während sie in der Troposphäre sinkt?
  2. Wie viel Prozent des Luftdrucks auf Meereshöhe sind in der Höhe der Tropopause ungefähr noch übrig?
  3. Warum würde ein Thermometer in der Thermosphäre nicht heiß werden, obwohl das Gas dort über 500 °C hat?

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