Atmosfeer

De Atmosfeer bestaat uit verschillende lagen; de ‘’sferen’’ en de ‘’pauzes’’. De belangrijkste hiervan zijn:

• tropopauze (tussen troposfeer en stratosfeer)

• stratopauze (tussen stratosfeer en mesosfeer)

• mesopauze (tussen mesosfeer en thermosfeer)

• thermopauze (tussen thermosfeer en exosfeer)

Verder heeft de atmosfeer een bijzondere samenstelling, voornamelijk bestaand uit stik- en zuurstof. Maar er zitten ook een aantal andere belangrijke stoffen in de atmosfeer, hoewel de percentages hiervan minimaal zijn. Hier een overzichtje:

Droge atmosfeer

N2 Stikstof

78,08%

O2 Zuurstof

20,95%

Ar Argon

0,93%

CO2 Koolstofdioxide

0,038%

Sporengassen

Ne Neon

0,0018%

He Helium

0,00052%

CH4 Methaan

0,00022%

Kr Krypton

0,0001%

N2O Lachgas

0,00005%

H2 Waterstof

0,00005%

Xe Xenon

0,000008%

Overige 0,001%

Niet in droge atmosfeer

H2O Waterdamp

0% tot 7%

Hoewel het gas Ozon echt minimaal in de atmosfeer voorkomt, spreken we toch van een aparte ‘’ozonlaag’’, welke op 25 kilometer hoogte ligt. Dit omdat het ozon niet overal in de atmosfeer gelijk verdeeld is. Wetenschappers hebben pas geleden ontdekt dat deze laag steeds dunner wordt. Hierdoor wordt de Uv-straling minder geïsoleerd, wat gevaarlijk is voor de natuur en het leven op aarde. De Amerikanen, die in 1978 metingen verrichten naar de dikte van de ozonlaag door middel van een satelliet, wisten niet dat het gevaar zo groot was. Dit was omdat de satelliet dacht dat deze uiterst kleine getallen fout waren, en zonden dus door hen ongeprogrammeerde ‘’verbeterde’’ info naar de aarde. Echter, later kwam men er achter dat dit fout was, en het gat in de ozonlaag veel groter was dan gedacht. Zeker boven Antarctica is een enorme beschadiging. Dit ter gevolg van ijzige kou ( die voor ijs kristallen zorgde die een speciale chemische reactie in de atmosfeer veroorzaken ) en de speciale polaire stroming op en rond Antarctica.

Het gehalte aan water in de atmosfeer is sterk wisselend. Het komt voor als waterdamp en in mist, wolken en neerslag in vloeibare en vaste vorm. Water heeft een grote invloed op de energiebalans en speelt een rol bij het broeikaseffect waardoor warmte goed wordt vastgehouden.

Het broeikaseffect veroorzaakt een inversie (omkering) in het temperatuurverloop (dit wordt temperatuurgradiënt genoemd) van de atmosfeer. Zonder broeikaseffect zou de temperatuur gemeten vanaf het aardoppervlak en hoger in de lucht, vrij lineair afnemen; hoe verder van het oppervlak, hoe kouder het wordt. Door het broeikaseffect heeft de aardatmosfeer echter een zogenaamde inversielaag. Deze laag wordt gekenmerkt door een omgekeerd verloop; hoe hoger (verder van de Aarde) men komt, hoe warmer het wordt. Het is deze laag die uitstraling van warmte tegenhoudt en zo als een soort "warme deken" om de Aarde ligt.

De kortgolvige zonnestraling dringt de buitenkant van de atmosfeer binnen. De directe zonnestraling (S) is kortgolvige straling die ongehinderd door de atmosfeer is doorgedrongen. Diffuse straling (D) is kortgolvige straling die door gassen in de atmosfeer is verstrooid. Verstrooiing is een proces waarbij een zonnestraal in vele zwakkere stralen opgesplitst wordt en in andere richtingen wordt verspreid. S en D vormen samen de totale inkomende zonnestraling (K?). Als vergelijking: K? = S+D

De energie die door de aarde wordt geabsorbeerd wordt uitgezonden als langgolvige warmtestraling(L?). De grootte ervan hangt primair af van de temperatuur van het oppervlak: hoe warmer des te meer warmte wordt uitgestraald. Een deel van die geabsorbeerde warmte wordt weer terug naar de aarde gezonden. Deze retourstraling houdt de oppervlaktetemperaturen hoger dan ze zouden zijn zonder deze deken van gassen. Dit effect staat bekend als het broeikaseffect

De stralingsbalans kan positief, negatief of nul zijn. Hij is positief als er meer binnenkomt dan uit gaat. 's Nachts is de stralingsbalans meestal negatief vanwege het ontbreken van zonlicht, terwijl de aarde toch warmtestraling uitzendt.

In de loop van de twintigste eeuw zijn er verscheidene modellen ontworpen die een systematische stijging van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer beschrijven. Dit wordt het versterkt broeikaseffect genoemd. Vooral de uitlaatgassen van o.a. auto’s, vliegtuigen en fabrieken, welke sinds de industriële revolutie spectaculair gestegen zijn, zijn een belangrijke menselijke oorzaak voor het versterkte broeikaseffect. Dit zorgt er simpel weg voor dat de balans tussen inkomende en uitgaande warmte van de aarde wordt verstoord, en daardoor ook het weer, de natuur en de biodiversiteit beïnvloed wordt.