Unsere Atmosphäre ist einer der schützendsten und wichtigsten Teile unseres Planeten. Die Atmosphäre ist eine komplexe Struktur, die dafür verantwortlich ist, uns vor den rauen Bedingungen des Weltraums wie Sonneneinstrahlung und Weltraummüll zu schützen. Auch wenn wir es in unserem täglichen Leben nicht gebührend berücksichtigen, wurde 2013 die Aufmerksamkeit der Welt auf seine Schichten gelenkt, als der erfahrene Fallschirmspringer Felix Baumgartner eine Kapsel auf die höchsten Ebenen der Stratosphäre brachte - etwa 120.000 Fuß über der Erdoberfläche - und sprang . Sein rekordbrechender freier Fall brachte eine neue Welle des Interesses für die Raumfahrt und die atmosphärische Wissenschaft hervor (und auch für seinen Sponsor eine gewisse Bekanntheit).
In dieser Liste stellen wir Fakten über unsere Atmosphäre heraus, die nicht bekannt sind, aber wie wichtig sie für unser Verständnis der Welt um uns herum sind. Wir diskutieren, wie die Ozonschicht gebildet wurde; wie sich Wüsten in den mittleren Breiten bilden; wie die Nord- und Südlichter den Himmel mit ihrem Schein erhellen; und was die weißen Streifen verursacht, die manchmal von Flugzeugen hinterlassen werden, die durch unsere Atmosphäre schießen. Seien Sie die klügste Person auf Ihrer nächsten Party mit diesen 25 Fakten über die Atmosphäre der Erde, die wirklich majestätisch sind.
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Ob Sie es glauben oder nicht, der Himmel ist tatsächlich violett. Wenn Licht in die Atmosphäre eintritt, absorbieren Luft- und Wasserpartikel das Licht und zerstreuen es auf seinem Weg zu unseren Augen. Da die Streuung kürzere Wellenlängen bevorzugt, ist die am häufigsten gestreute Farbe tatsächlich Violett. Wir denken, wir sehen eher einen blauen als einen violetten Himmel, weil unsere Augen für die Farbe Blau empfindlicher sind.
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Wie Sie wahrscheinlich im naturwissenschaftlichen Unterricht gelernt haben, besteht unsere Atmosphäre aus etwa 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff und winzigen Prozentsätzen von Argon, Kohlendioxid und anderen Gasen. Was Sie vielleicht nicht gelernt haben, ist, dass unsere Atmosphäre die einzige ist, die wir entdeckt haben (neben einem großartigen Fund auf Comet 67P), die freien Sauerstoff hat. Da Sauerstoff ein hochreaktives Gas ist, bindet es oft mit anderen Chemikalien im Weltraum. Seine reine Form auf der Erde macht den Planeten bewohnbar und führt unsere Suche nach Leben auf anderen Planeten.
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Die meisten Menschen werden diese Frage wahrscheinlich falsch beantworten: Gibt es mehr Wasser in den Wolken oder an einem klaren Himmel? Obwohl wir denken, dass Wolken die Hauptlagerstätte sind, da sie Wasser fallen lassen, ist das meiste Wasser in unserer Atmosphäre unsichtbarer Wasserdampf. Aus diesem Grund verweilt mehr Schweiß auf unseren Körpern, wenn der Wasserdampf in der Luft, genannt Feuchtigkeit, höher ist.
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Einige Skeptiker der globalen Erwärmung argumentieren, dass es kein wirkliches Phänomen ist, weil ihre Stadt kälter geworden ist. Tatsächlich ist das globale Klima der Erde eine Kombination aus einer großen Vielfalt regionaler Klimata. Auch wenn sich einige Gebiete erwärmen, während andere abkühlen, erwärmt sich das globale Durchschnitts- klima im Allgemeinen rapide.
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Haben Sie sich jemals gefragt, was den weißen Streifen verursacht, nachdem einige Flugzeuge durch den Himmel geschossen sind? Diese weißen Spuren, Kondensstreifen oder Kondensstreifen genannt, bilden sich, wenn der heiße, feuchte Auspuff eines Motors mit der kälteren Außenluft vermischt wird. Wasserdampf aus dem Auspuff gefriert und wird sichtbar, genau wie Ihr warmer Atem an einem kalten Tag. Ein dünner und schnell verschwindender Kondensstreifen bedeutet, dass die Luft in diesen Höhen niedrig ist, was auf gutes Wetter hinweist. Ein dicker, anhaltender Kondensstreifen signalisiert hohe Luftfeuchtigkeit und kann bedeuten, dass ein Sturm kommt.
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Unsere Atmosphäre hat fünf primäre Schichten, die das Leben ermöglichen. Die erste, die Troposphäre, erstreckt sich vom Meeresspiegel bis etwa 17 km am Äquator. Das meiste Wetter passiert hier aufgrund der Mischung aus warmer Luft, die aufsteigt und fällt und Wolken und Wind bildet.
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Die nächste Schicht ist die Stratosphäre, die bis zu 50 km über dem äquatorialen Meeresspiegel reicht. Hierin liegt die Ozonschicht, die uns vor gefährlichen UV-Strahlen schützt. Obwohl es höher als die Troposphäre ist, kann es aufgrund der von den Sonnenstrahlen absorbierten Energie tatsächlich wärmer sein.
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Die Mesosphäre ist die mittlere Schicht, die sich bis zu 52 Meilen (85 km) über der Oberfläche des Planeten erstreckt, wo die Temperaturen um -180 ° F (-120 ° C) schwanken. Die meisten Meteore, die in unsere Atmosphäre gelangen, verbrennen in der Mesosphäre.
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Die Ionosphäre, die wegen ihrer geringen Dicke und der bedeckten Fläche (etwa 430 Meilen oder 690 Kilometer über dem Äquator) als erster Teil des Weltraums gilt, ist der Standort der meisten unserer Satelliten, einschließlich der Internationalen Raumstation.
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Die Exosphäre ist die fünfte und letzte Schicht unserer Atmosphäre, die immer schwächer wird, je weiter sie sich von der Erde entfernt, bis sie in den interplanetaren Raum übergeht. Der faszinierende Teil ist, dass diese Schicht eindrucksvoll wachsen und schrumpfen kann. Wenn die Sonne ruhig ist und die Schicht mit ihren Sonnenstürmen nicht komprimiert, kann sich die Spitze der Exosphäre von ihrem Tiefpunkt von 620 Meilen (1.000 km) bis hin zu 6.214 Meilen (10.000 km) von der Planetenoberfläche erstrecken .
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Die Passatwinde operieren in den wärmsten Teilen unseres Planeten, zwischen etwa 23, 5 ° N und 23, 5 ° S. Aus diesem Grund stammen die meisten Monsune und Gewitter aus diesen volatilen Regionen. Etwas außerhalb von ihnen, bei etwa 30 °, ist nicht viel Wind; so dringt minimale Feuchtigkeit aus den Ozeanen ins Landesinnere, und trockene Luft sinkt leicht auf die Oberfläche des Planeten, was oft zu großen, trockenen Wüsten führt.
Quelle: National Geographic, Bild: Wikipedia 14
Da es dünner ist als die erste Schicht, fliegen in der Stratosphäre die meisten Düsenflugzeuge und Wetterballons. Jets können schneller fliegen, wenn sie weniger durch die Schwerkraft eingeschränkt sind, und Reibung und Wetterballons können eine bessere Sicht auf Stürme erhalten, von denen die meisten unterhalb in der Troposphäre stattfinden.
Quelle: Weltraum, Bild: Wikipedia 13
Unsere Erde hat wahrscheinlich schon einige Male ihre Atmosphäre verloren. Als der Planet von Magma-Ozeanen bedeckt war, prallten massive planetenähnliche interstellare Objekte in die Erde. Diese Auswirkungen - die auch für die Schaffung unseres Mondes verantwortlich sind - könnten für die frühen Versuche des Planeten, eine Atmosphäre zu erzeugen, verantwortlich sein.
Quelle: Weltraum, Bild: Wikipedia 12
Ohne verschiedene Gase in der Atmosphäre wäre uns die Erde zu kalt, um zu existieren. Wasserdampf, Kohlendioxid und andere atmosphärische Gase fangen Wärme von der Sonne ein, die von der Oberfläche des Planeten abgestrahlt wird, und tragen so zur Schaffung eines bewohnbaren Klimas bei. Bekannt als der Treibhauseffekt, sind Wissenschaftler besorgt, dass, wenn zu viele Wärmeeinfanggase in die Atmosphäre gelangen, dieser Effekt außer Kontrolle gerät und eine brennende, unwirtliche Umgebung schafft, wie sie auf der Venus zu sehen ist.
Quelle: Weltraum, Bild: Wikipedia 11
Atmosphärische Luftproben, die aufgenommen wurden, nachdem der Hurrikan Karl im Jahr 2010 über die karibischen Gemeinden hinweggezogen war, zeigten, dass bis zu 25% der gesammelten Mikroben mit denen von Fäkalien in Verbindung standen oder dieselben waren. Viele dieser Mikroben wären von Regentröpfchen gesammelt und zur Erde zurückgefallen. (Brutto.) Wissenschaftler untersuchen diese Mikroben als eine mögliche Methode der Krankheitsübertragung.
Quelle: Proceedings der National Academy of Sciences, Bild: Wikipedia 10
Unsere berüchtigte (und kritische) Ozonschicht entstand, als Sauerstoffatome durch ultraviolettes Licht von der Sonne zusammengerührt wurden, um sich zu Trios zu verbinden. Diese Trios von Sauerstoffatomen bilden die Ozonmoleküle, die verhindern, dass die Mehrheit der schädlichen Sonnenstrahlung uns erreicht. Trotz ihrer Bedeutung wurde die Ozonschicht erst vor kurzem gebildet, nachdem unsere Ozeane genug Leben hatten, um die Menge an Sauerstoff auszuatmen, die benötigt wurde, um sie zu bauen.
Quelle: Space, Bild: NASAEarthObservatory über YouTube 9
Die Ionosphäre wurde benannt, weil hochenergetische Teilchen aus dem Weltraum und unserer Sonne dabei helfen, Ionen zu bilden, die eine milde elektrische Schicht um den Planeten bilden. Diese Schicht hat Radiowellen reflektiert, bevor Satelliten gestartet wurden.
Quelle: National Geographic, Bild: Bildbearbeitung über Flickr 8
Saurer Regen, der ganze Wälder zerstört und aquatische Ökosysteme dezimiert, bildet sich in unserer Atmosphäre, wenn sich Schwefeldioxid- oder Stickoxidpartikel vor dem Abregnen mit Wasserdampf verbinden. Beides kommt auch auf natürliche Weise vor, wobei Schwefeldioxid durch Vulkanausbrüche und Stickoxide aus Blitzeinschlägen entsteht.
Quelle: National Geographic, Bild: Wikipedia 7
Obwohl der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt, kann er an der gleichen Stelle der Erde stark variieren. Wenn die Sonne den Boden erwärmt, erhitzt sie die umgebende Luft, die aufsteigt und zu einem Punkt mit niedrigem Druck wird. Da sich Objekte von Gebieten mit hohem Druck zu niedrigem Druck bewegen - die großen H- und L-Zeichen auf einem Wetterbericht - drängt sich nahe gelegene Hochdruckluft auf, um den Druck auszugleichen.
Quelle: Colorado State University, Bild: Shutterstock 6
Blitz ist eine so starke Kraft, dass ein einzelner Bolzen die umgebende Luft auf 54.000 ° F (30.000 ° C) erhitzen kann. Die schnelle Erwärmung bewirkt eine explosionsartige Ausdehnung der Umgebungsluft. Dieser Boom erzeugt eine Schockwelle, die zu einer Schallwelle wird, die wir Donner nennen.
Quelle: National Earth Science Teachers Association, Bild: Wikipedia 5
Obwohl der Wind, den wir auf der Oberfläche spüren, oft von den nördlichen und südlichen Polen kommt, ist er tatsächlich um den Äquator herum entstanden. Da Sonnenlicht am Äquator und in den nahen Breiten auf den Planeten trifft, findet hier die meiste Erwärmung statt. (Etwas Sonnenlicht trifft die Pole, obwohl es in einem Winkel passiert und weniger energetisch ist.) Die erwärmte äquatoriale Luft steigt hoch in die Atmosphäre und bewegt sich zu den Polen, wo sie sinkt und zum Äquator zurückkehrt.
Quelle: Staatliche Universität Colorado, Bild: Wikipedia 4
Die Aurora Borealis und Aurora Australis, gesehen in hohen nördlichen und südlichen Breiten, werden durch Reaktionen von Ionen in der vierten Ebene unserer Atmosphäre, der Thermosphäre, verursacht. Wenn hoch geladene Teilchen der Sonne in Luftmoleküle über unseren magnetischen Polen einschlagen, glühen sie und erzeugen die großartigen Licht-Shows, die sowohl von der Erde als auch vom Weltraum aus sichtbar sind.
Quelle: National Geographic, Bild: Wikimedia 3
Fallschirmspringer Felix Baumgartner schrieb Geschichte, als er aus seiner Kapsel in der oberen Schicht der Stratosphäre sprang. Der Baumgartner, der 37 Kilometer über der Oberfläche des Planeten heraussprang, fiel zunächst auf dem unter Druck stehenden atmosphärischen Niveau schneller als die Schallgeschwindigkeit. Als er fiel, verdickte sich die Luft und half ihm dabei, ihn langsamer zu machen.
Quelle: Space, Bild: benoitduchatelet via Flickr 2
Sonnenuntergänge sehen oft so aus, als würden sie den Himmel verbrennen, weil kleine atmosphärische Partikel das Licht streuen und es in orangefarbenen und gelben Farbtönen zurückstrahlen. Das gleiche Prinzip liegt hinter der Bildung von Regenbogen.
Quelle: National Earth Science Teachers Association, Bild: Pixabay 1
Im Jahr 2013 fanden Wissenschaftler heraus, dass winzige Mikroben viele Kilometer über der Erdoberfläche überleben und gedeihen können. Gesammelt von 5-10 Meilen (8-15 km) über dem Planeten, wurden die Mikroben als teilweise-transiente und teilweise-lokale gefunden, die organische Chemikalien abbauen, die in der Atmosphäre für Nahrung schwimmen.
Quelle: Proceedings der National Academy of Sciences, Bild: Wikimedia 
