Mesosphäre

 

 

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Die Mesosphäre

Die Mesosphäre (griechisch: méssi "Mitte“) ist die mittlere der fünf Schichten der Erdatmosphäre. Sie ist zur Erde hin durch die Stratopause in etwa 50 km Höhe von der Stratosphäre und nach oben durch die Mesopause im Sommer in 80 bis 85 km Höhe, im Winter in ca. 100 km Höhe von der Thermosphäre abgegrenzt. Stratosphäre und Mesosphäre bilden die sog. mittlere Atmosphäre.

Die Mesosphäre enthält nur ca. 0,1 % der gesamten Masse der Atmosphäre unterhalb von 80 km Höhe. Die Luftdichte beträgt in der Stratopause noch ca. 1 Gramm pro Kubikmeter und ist damit 1.000-mal geringer als auf Meereshöhe. In der Mesopause ist sie noch 100-mal geringer. Wegen der niedrigen Dichte sowie der Tatsache, dass kaum noch Ozon vorhanden ist (die Absorption der energiereichen UV-Strahlung erfolgt in der Stratosphäre), sinkt die Temperatur von etwa 0 °C an der Stratopause mit jahreszeitlichen Schwankungen auf durchschnittlich etwa - 90 °C in 80 km Höhe. Damit wird das absolute Temperaturminimum der Atmosphäre erreicht. Danach bleibt die Temperatur erneut konstant und steigt erst in der Thermosphäre wieder kräftig - je nach Sonnenaktivität - auf bis zu 2.000 °C an.

Die Temperaturabnahme ist mit rund 3 °C/km wesentlich geringer als in der Troposphäre.
In der Mesosphäre gibt es zudem eine Zirkulation vom Sommer- zum Winterpol, die einen Aufwärtstransport von Luftmassen im Bereich des Sommerpols und einen Abwärtstransport im Bereich des Winterpols verursacht. Dies verursacht atmosphärische Turbulenzen und Strömungen, die räumlich und zeitlich sehr ausgedehnt sind. Sie bewirken eine schnelle Durchmischung der Gase, die aus der unteren Atmosphäre aufsteigen. Dabei treten teilweise sehr hohe Windgeschwindigkeiten  auf. So wurden z.B. im Jahre 1961 in Japan in 55 km Höhe Windgeschwindigkeiten gemessen, die nahe an der Schallgeschwindigkeit (330 m/sec) lagen.

Die chemische Zusammensetzung der Mesosphäre ist wie in der Troposphäre und Stratosphäre recht konstant. Ihre Hauptbestandteile sind Stickstoff, Sauerstoff, Argon und Kohlendioxid. Ein wesentlicher Faktor für die markante Temperaturabahme ist dabei die Abstrahlung von Infrarot-Strahlung in den Weltraum durch das Kohlendioxid.

In der oberen Mesosphäre bilden sich auch die leuchtenden Nachtwolken, welche bläulich-silbern schimmernd mit blossem Auge auch in unseren Breiten zu sehen sind. Von dort reflektieren Eispartikel das Licht der untergehenden Sonne und heben sich vom Nachtdunkel ab, so daß sie wie von selber zu leuchten scheinen. Erst wenn die Sonne mehr als 16° unter den Horizont taucht, etwa eine Stunde nach Sonnenuntergang, verlischt ihr Glimmen. Das Phänomen ist nur in gemäßigten Breiten zwischen 50° und 65°, also etwa zwischen Berlin und Stockholm - und nur im Sommer - zu beobachten. In niedrigeren Breiten ist es selbst in der Mesosphäre für solche Eiswolken zu warm. Weil Wasser dort nur in extrem geringen Mengen vorhanden ist (auf eine Million Luftteilchen kommt ein Wassermolekül), bilden sich Eiskristalle erst unterhalb - 120 °C. Als Wasserwolken sind sie somit vom Nord- oder Polarlicht zu unterscheiden.

Innerhalb der Mesosphäre verglühen die meisten Meteore, wenn sie auf die Erde stürzen. Beobachtet man nachts eine Sternschnuppe, kann man deshalb fast sicher sein, sie soeben in der Mesosphäre verglühen zu sehen.

 

 

Mesosphäre

Die Mesospäre
Der blaue Rand am Übergang zum Schwarz des Weltraums ist die Mesosphäre.
Unten sieht man Wolken, die an der Tropo-pause abgeplattet sind.

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Leuchtende Nachtwolken

Leuchtende Nachtwolken vergrößern

 

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