De atmosfeer: een deken van lucht rond de aarde, maar ook een deken van leven! Zonder de atmosfeer zouden alle levende wezens niet kunnen bestaan. Deze luchtlaag beschermt onder andere tegen de schadelijke straling van de zon en bevat het weer! Maar laten we even in detail bekijken wat de atmosfeer is en waaruit deze bestaat.
In de astronomie (sterrenkunde) wordt met een atmosfeer de gassen rond een hemellichaam, zoals een planeet, bedoeld. De gassen worden "vastgehouden" door het zwaartekrachtveld van het hemellichaam. Sterren, zoals onze eigen zon hebben ook een atmosfeer. Deze bestaat uit drie verschillende lagen, namelijk de fotosfeer, de chromosfeer en de corona.
Foto: Jannes Wiersema (Roodeschool)
Ook onze atmosfeer, oftewel de dampkring, bestaat uit verschillende lagen. Deze hebben elk hun eigen eigenschappen qua temperatuur, dichtheid en luchtdruk. Maar laten we eerst kijken waaruit de atmosfeer is opgebouwd.
Samenstelling van de atmosfeer
In de atmosfeer tref je verschillende gassen aan, waarvan stikstof het meest vertegenwoordigd is (78%). Zuurstof is de tweede met ongeveer 21%. Argon maakt zo'n 0.9% uit en de overige 0.1% bestaat uit onder andere koolstofdioxide, waterstof en methaan. Deze samenstelling is van toepassing op een droge atmosfeer. Een vochtige atmosfeer kan tot 4% water bevatten.
Samenstelling van een droge atmosfeer.
Van onder naar boven
In totaal weegt de atmosfeer ongeveer 5,15 x 1018 kg. Dat is 5.15 triljoen kilogram van lucht! Moeilijk om zo'n groot getal in perspectief te stellen! Ten opzichte van de aarde is het maar een klein deel, want de massa van de aarde bedraagt 5 970 000 000 000 000 000 000 000 kg (!!!).
Driekwart van de massa van de atmosfeer bevindt zich in de onderste 11 km. Dit komt door de zwaartekracht. Deze onderste laag heet de troposfeer. De hoeveelheid gassen worden geleidelijk minder naarmate je verder van het aardoppervlak gaat. De rest van de atmosfeer wordt in vier lagen verdeeld: de stratosfeer, de mesosfeer, de thermosfeer en de exosfeer.
De dichtheid en luchtdruk in de atmosfeer nemen geleidelijk af met hoogte. De temperatuur is weer een ander verhaal! Soms neemt deze toe met de hoogte en soms neemt die af. Iedere luchtlaag wordt aan de hand van het temperatuursverloop geclassificeerd. De troposfeer is het warmst. Tussen de verschillende lagen tref je de tropopauze, de stratopauze en de mesopauze aan. Dit zijn lagen waar de temperatuur hetzelfde blijft met de hoogte. Hieronder is een schema van de verschillende lagen en hun diktes. In totaal blijkt de atmosfeer 10000 km dik te zijn, maar of dat echt het geval is...
Bron: NOAA
Verschillende diktes?!
Verschillende autoriteiten en overheden geven niet dezelfde dikte van de atmosfeer aan. Dat is één van de reden voor deze blog, want het kan erg misleidend en verwarrend zijn! Volgens het KNMI is de atmosfeer (dampkring) 1000 km dik. Volgens NASA is de dikte maar 100 km. Andere plekken geven het weer aan als 10000 km (zoals te zien op de schema hierboven). Laten we deze even op een rijtje liggen:
Bij 100 km boven de zeespiegel tref je de Kármánlijn aan. Deze lijn wordt voornamelijk gebruikt om te onderscheiden tussen luchtvaart en ruimtevaart. Juist daarom wordt deze hoogte door NASA gebruikt om de dikte van de atmosfeer te definiëren. Tussen het aardoppervlak en deze denkbeeldige lijn ben je een piloot en erboven... een ruimtevaarder!
Het Endeavour Ruimteschip. In deze foto zijn de verschillende lagen van de atmosfeer zichtbaar. De troposfeer is oranje, de stratosfeer wit, de mesosfeer blauw. Bron: NASA
Een dikte van 1000 km sluit een deel van de exosfeer in. Soms komt het poollicht in het onderste deel van de exosfeer voor, maar verder gebeurt er bijna niets in deze laag. Een dikte van 1000 km is voornamelijk de ionosfeer, een deel van de atmosfeer waar deeltjes door de zonnestralen worden geïoniseerd. Dat vergemakkelijk het gebruik van radiogolven op aarde, omdat het radiogolven voor een deel laat refracteren. De ionosfeer is echter niet altijd 1000 km dik, soms is het slechts 50 km dik.
De dikte van de atmosfeer blijft maar lastig om goed te definiëren, want er is geen exacte lijn waar de gassen niet meer voorkomen. Verder van de aarde af wordt het alleen minder en minder en minder ...
