Atmosfeer
Afbeelding: Hans Cools
 |
De lucht die je inademt is een deel van de atmosfeer van
de aarde. Een andere naam is
dampkring.
De aardse atmosfeer
bestaat uit verschillende lagen. De belangrijkste zijn:
troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer.
De mesosfeer en thermosfeer vormen samen weer de ionosfeer.
Er zijn geen scherpe grenzen tussen de lagen. Ze gaan lang
zaam in elkaar over. De overgangsgebieden hebben aparte
namen gekregen. Het zijn:
- tropopauze (tussen troposfeer en stratosfeer)
- stratopauze (tussen stratosfeer en mesosfeer)
- mesopauze (tussen mesosfeer en thermosfeer)
- thermopauze (tussen thermosfeer en exosfeer)
De troposfeer
De onderste laag van de dampkring is de
troposfeer.
De troposfeer is veruit de belangrijkste laag. Vier vijfde
gedeelte (dat is 80%) van alle lucht bevindt zich in de
troposfeer. Dat komt door de aantrekkingskracht van de
aarde. Die trekt de luchtdeeltjes zoveel mogelijk naar
beneden.
Als er minder lucht in de troposfeer zou zijn, konden we
geen adem meer halen. Bergbeklimmers komen soms op
bergtoppen van meer dan vijf kilometer hoog. Zelfs daar is
al te weinig lucht om normaal adem te kunnen halen. Alleen
met speciale apparaten kan dat nog. Er is nóg een reden
waarom de troposfeer zo belangrijk is. Alle
weersverschijnselen vinden plaats in deze laag. Regen, wind, bewolking,
alles vind je in de troposfeer. De lucht is er dan ook
niet rustig. Dat kun je goed merken wanneer je 's avonds
naar de sterren kijkt. De sterren fonkelen. Dat komt door
de beweging van de lucht in de troposfeer. Toch is deze
laag helemaal niet zo dik. Iets meer dan tien kilometer.
Vergeleken met de grootte van de aarde is dat haast niets.
Als de aarde zo klein zou zijn als een voetbal, was de
troposfeer maar een fractie van een millimeter dik!
Boven de troposfeer ligt de tropopauze.
Het is het overgangsgebied tussen de troposfeer en de
stratosfeer.
De stratosfeer
In de
stratosfeer is de lucht al behoorlijk ijl. Toch kan het er
nog stevig waaien! In de onderste helft van de stratosfeer
komen vaak zeer snelle windbanen voor. Ze worden wel eens
straalstromen of jetstreams genoemd.
Wat hoger in de stratosfeer wordt de lucht heel erg rustig.
Je zou het liefst je sterrenwacht hier bouwen. Maar dat
gaat nu eenmaal niet. De sterrenkundigen hebben er toch
wat op gevonden. Ze hangen hun waarnemingsapparatuur aan
een grote ballon. De ballon wordt opgelaten. Hij stijgt
tot hoog in de stratosfeer. Daar kunnen zeer goede waar
nemingen gedaan worden. Bijvoorbeeld van de zon. Of van
andere sterren.
De stratosfeer is ook belangrijk voor het leven op aarde.
Tussen 25 en 30 kilometer hoogte is er een heel dun laagje
met ozon.
Ozon is een bepaalde verbinding van zuurstof.
Heb je wel eens onder de hoogtezon gezeten? De sterke
lucht die je dan ruikt, is de geur van ozon. Als de
ozonlaag er niet zou zijn, zou op aarde niets kunnen leven.
Dat komt door de ultraviolette straling van de zon.
Die is
heel schadelijk. Je merkt het al als je een tijdje in de
zon ligt. Je wordt dan bruin. Lig je te lang in de zon,
dan ga je verbranden. Je huid wordt dan helemaal rood. Dat
komt door de ultraviolette straling. Bijna al die straling
wordt tegengehouden door de ozonlaag. Stel je eens voor
wat er zou gebeuren als die laag er niet was. We zouden
dan allemaal binnen de kortste keren verbranden.
De stratopauze
Op ongeveer 70 kilometer hoogte ligt de
stratopauze.
Het is het overgangsgebied tussen de stratosfeer en de
mesosfeer.
De mesosfeer
In de mesosfeer zijn helemaal geen weersverschijnselen
meer. De lucht is er ook erg ijl. De aantrekkingskracht
van de aarde trekt alle lucht immers
naar het oppervlak. De mesosfeer strekt zich uit tot
ongeveer 90 kilometer hoogte. Daar ligt de overgangslaag
tussen de mesosfeer en de thermosfeer. Die overgangslaag
heet de mesopauze.
De thermosfeer
De thermosfeer is een vrij dikke laag. Toch is er maar erg
weinig lucht in deze laag. De dampkring van de aarde wordt
naar boven toe steeds ijler. De mesosfeer en de thermosfeer
lijken in sommige opzichten op elkaar. Samen worden deze
twee lagen vaak de ionosfeer genoemd. Weet je waarom? In
de mesosfeer en de thermosfeer komen veel luchtdeeltjes
voor, die een elektrische lading hebben. Zulke deeltjes
heten ionen.
De geladen deeltjes komen niet overal evenveel
voor. Er zijn vier lagen in de ionosfeer waarin
veel van deze ionen zitten. Ze worden aangegeven met
letters. Zo is er de D-, E-, F1- en F2-laag. Voor de mens
zijn deze lagen van geladen deeltjes heel handig. Ze
worden gebruikt bij de radio-uitzendingen. Sommige
radiogolven worden namelijk door de ionen-laag teruggekaatst.
Zo is het mogelijk dat we in Nederland een
Engelse zender kunnen ontvangen. De Engelse radiogolven
komen helemaal tot in de ionosfeer. Daar worden ze in
alle richtingen teruggekaatst.
Er gebeurt nog veel meer in de ionosfeer. Alle
meteorendie je aan de sterrenhemel ziet,
verschijnen in de ionosfeer. Ook het
poollicht ontstaat in deze laag. Het
poollicht is een heel mooi verschijnsel. Het lijkt, alsof
er gordijnen van licht in de lucht hangen. Het poollicht
verandert voortdurend van kleur, vorm en helderheid. Vooral
in de buurt van de noordpool en de zuidpool kun je het goed
zien. Daarom heet het ook poollicht.
Op een hoogte van ongeveer 400 kilometer houdt de ionosfeer
op. Daar ligt de thermopauze. Het bovenste deel van de
ionosfeer heet immers de thermosfeer. De thermopauze is
de overgangslaag tussen de thermosfeer en de
exosfeer.
De exosfeer
De
exosfeer is de buitenste laag van de dampkring. Niemand
kan precies zeggen tot welke hoogte de exosfeer zich
uitstrekt. Langzaam maar zeker neemt de dichtheid van
de lucht verder af. Op een hoogte van tweeduizend kilometer
vind je praktisch geen lucht meer. Hier en daar
nog één enkel deeltje. De dampkring van de aarde gaat
over in het luchtledige van de ruimte.
De kunstmanen bewegen vaak in de exosfeer. Vaak zelfs
er boven. Ze hebben dan geen last meer van de wrijving
van de lucht. Enkele van die satellieten worden op een
hoogte van tienduizenden kilometers gebracht. Daar is de
dampkring al lang opgehouden. Er is helemaal geen lucht
meer.
Hoe hoger we in de dampkring van de aarde komen, hoe
lager de druk wordt. Dat is niet zo gek. Je weet al,
dat de lucht naar boven toe steeds ijler wordt. Als je
nu hoog zit, is er veel minder lucht boven je, dan wanneer
je laag blijft. En als er minder lucht boven je is, is
de druk ook niet zo hoog.
De temperatuur van de lucht verandert niet zo regelmatig.
Op sommige plaatsen is het heel erg heet. Op andere
hoogten juist zeer koud. Hoe ontstaan die verschillen in
temperatuur nu? De temperatuur van een bepaalde laag
heeft heel veel te maken met de samenstelling van die laag.
Sommige soorten worden juist teruggekaatst of doorgelaten.
Hierdoor wordt de temperatuur bepaald.
Het aardoppervlak heeft een temperatuur van gemiddeld
zo'n 14°C. Doordat er warmtestraling wordt uitgezonden
door de aarde, wordt de onderste laag van de atmosfeer
verwarmd. Wat hoger in de troposfeer wordt het kouder.
In de onderste helft van de stratosfeer is het 60°C onder
nul (-60°C). Tussen de 10 en de 20 kilometer is die
temperatuur ongeveer hetzelfde. In de ozonlaag is het
weer warmer. Dat komt door de ultraviolette straling die
daar wordt tegengehouden. De temperatuur is er ongeveer
0°C. In de mesosfeer wordt het langzaam maar zeker weer
kouder. Het koudst is het in de mesopauze. Maar liefst
zo'n honderd graden onder nul. Boven de mesopauze, in
de thermosfeer, wordt het steeds heter, hoe hoger we komen.
De lucht in onze atmosfeer is een mengsel van verschillende
stoffen. Van de lucht die je inademt, is ongeveer 78% stikstof
en 21% zuurstof. Stikstof en zuurstof zijn dus de
stoffen die verreweg het meest voorkomen in de dampkring.
Ook zit er nog iets minder dan 1% argon in de lucht. Van
de andere stoffen, zoals neon, helium, methaan, enzovoorts,
is er maar een heel klein beetje. Dat kun je ook goed zien
in het lijstje hieronder waarin we nog even de belangrijkste
bestandsdelen van onze dampkring geven:
| stikstof | 78,084 % |
| zuurstof | 20,946 % |
| argon | 0,934 % |
| koolstofdioxide (CO2) | 0,032 % |
| neon | 0,0018 % |
| helium | 0,0005 % |
| methaan | 0,0002 % |
| krypton | 0,0001 % |
| waterstof | 0,00005% |
Zonder de dampkring zou er op aarde geen leven mogelijk
zijn. Natuurlijk hebben we lucht nodig om te ademen. Maar
alle schadelijke straling wordt ook door de atmosfeer
tegengehouden. We hebben al gezien, dat de ozonlaag
de ultraviolette straling tegenhoudt. Ook röntgenstraling
en gammastraling wordt door de atmosfeer haast niet
doorgelaten.
