Die Erdatmosphäre ist eine Schicht der Biosphäre, die die Erde umhüllt. Sie besteht aus einer in mehrere Schichten aufgeteilten Gasmischung. Leben ist innerhalb der Biosphäre, der Grenze zum Weltraum, möglich. Die Mischung der Gase erreicht ihre höchste Dichte auf Meeresniveau und nimmt mit zunehmender Höhe ab. Fast die gesamte Sonnenenergie, die die Erde erreicht, verwandelt sich in thermo-atmosphärische Energie, die über die Winde verteilt wird und vor der Rückkehr in den Weltraum in Form infraroter Strahlung verdunstet.

Energiegleichgewicht

Die Erdoberfläche gibt an die Atmosphäre dieselben Energiemenge ab wie sie absorbiert. Und die Erde gibt über den Weltraum dieselbe Energiemenge ab, die sie von der Sonne absorbiert hat. Auf der Erdoberfläche beträgt die mittlere Temperatur 13 ^oC, eine ideale Temperatur für die Entwicklung des Lebens.

Die globale Temperatur beträgt etwa -18 ^oC und ermöglicht die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts mit dem Weltraum. Dieser Unterschied zwischen der mittleren Temperatur an der Oberfläche und der mittleren globalen Temperatur erklärt sich durch die Absorption der an der Erdoberfläche auf niedriger atmosphärischer Höhe einfallenden Energie, während dieselbe Energie in größeren Höhen der Atmosphäre abgegeben wird.

Luftdruck

Auf Meereshöhe beträgt der Luftdruck 760 mm (Millimeter Quecksilbersäule) oder 1013 mb (Millibar). Hochdruck liegt über 780 mm oder 1014 mb und Tiefdruck unter 725 mm oder 982 mb. Die Druckunterschiede erklären sich durch die Bewegungen der Luft aufgrund von Temperaturschwankungen. Kühlt sich die Luft ab, wird sie dichter und sinkt, wobei sie einen starken Druck, einen Antizyklon, bildet. Beim Erwärmen dehnt sich die Luft aus, wird leichter, steigt auf und führt an der Bodenoberfläche zu einem Niedrigdruckgebiet: einem Tiefdruckgebiet. Daher verbindet man Hochdruck mit einem wolkenlosen Himmel, während man Wolken und Regen mit einem Tiefdruckgebiet verbindet.

Die Isobaren sind Linien, die zwei Punkte, an denen der gleiche Druck herrscht, miteinander verbinden. Auf den Karten stellen die Isobaren den im Lauf mehrerer Jahre in den Monaten Januar und Juli aufgezeichneten Durchschnitt dar.

Typische Isobaren auf einer Wetterkarte/Abb. vergrößern

Die ungleichmäßige Verteilung der Kontinente und Ozeane zwischen den beiden Halbkugeln erlaubt es, auf der nördlichen Halbkugel im Sommer zwei ozeanische Hochdruckzentren zu identifizieren: das Hochdruckgebiet der Azoren und das Hochdruckgebiet von Hawaii.

Auf der südlichen Halbkugel bestehen die Hochdruckzellen weiter. Im Norden und Süden beobachtet man auf dem 30. Breitengrad Hochdruckgebiete: die subtropischen Gürtel. Die Pole sind unveränderliche Hochdruckgebiete.

Typische Wetterkarte mit Hochdruckgebiete/Abb. vergrößern

Der Wind

Unter Wind versteht man eine waagerechte Luftbewegung, die von den Hochdruck- zu den Tiefdruckgebieten hin verläuft. Am Äquator steigt die warme Luft auf und bewegt sich auf die beiden Pole zu. Die kalte Luft der Polargebiete sinkt bis auf die Erdoberfläche ab und bewegt sich zum Äquator. Bei den Passatwinden handelt es sich um   Ostwinde, die das ganze Jahr über von den Tropen bis zum Äquator wehen.

Die Wolken

Wolken sind aus atmosphärischer Feuchtigkeit bestehende Luftmassen. Diese Feuchtigkeit ist in winzigen Staubpartikeln kondensiert. Die winzigen Wassertröpfchen sind zwischen 2 und 6 Tausendstel Millimeter (Mikron) groß. Ist ihre Temperatur deutlich geringer als 0 ^oC, so bestehen sie aus winzigen Einkristallen.

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