## Ziele

1. Die Studierenden sollen die verschiedenen Schichten der Atmosphäre (Troposphäre, Stratosphäre usw.) identifizieren und deren Merkmale beschreiben können.

2. Die Studierenden sollen die Hauptbestandteile der Atmosphäre (Gase, Aerosole) kennen und deren Bedeutung für das Leben auf der Erde verstehen.

3. Die Studierenden sollen die Rolle der Atmosphäre in Bezug auf das Wettergeschehen und den Klimaschutz analysieren können.

Kontextualisierung

Wusstest du, dass die Atmosphäre unser Lebensraum ist, der sich bis zu etwa 10.000 Kilometer über die Erdoberfläche erstreckt? Diese Schichten sind nicht nur wichtig für das Wetter – sie schützen uns auch vor schädlicher UV-Strahlung und machen das Leben auf unserem Planeten erst möglich. Die Zusammensetzung der Luft um uns herum besteht aus einer Mischung von Gasen und winzigen Partikeln, die alle eine spezielle Rolle spielen, um das Erdbiotop stabil und lebenswert zu halten.

Fachrelevanz

Zu erinnern!

Troposphäre

Die Troposphäre ist die unterste Schicht der Atmosphäre und erstreckt sich bis zu etwa 8 bis 15 Kilometer über der Erdoberfläche, abhängig von der geografischen Lage. Diese Schicht ist entscheidend für das Wettergeschehen; hier finden alle Wetterphänomene statt, die wir täglich erleben, wie Wolken, Regen und Wind. Die Temperatur sinkt mit zunehmender Höhe, was zu einer Vielzahl von Wettermustern führt. Die Troposphäre enthält auch den größten Teil der Luftfeuchtigkeit der Erde, die wichtig für die Bildung von Niederschlägen ist.

• Wettergeschehen: Die Troposphäre ist entscheidend für das Wetter, das wir täglich erleben, einschließlich Stürme, Regen und Wind.

• Temperaturgradient: Der Temperaturgradient sorgt dafür, dass die Lufttemperatur mit der Höhe abnimmt, was wichtige klimatische Auswirkungen hat.

• Luftfeuchtigkeit: Diese Schicht ist reich an Wasserdampf, was für die Bildung von Wolken und Niederschlägen unerlässlich ist.

Stratosphäre

Die Stratosphäre erstreckt sich von etwa 15 bis 50 Kilometer über der Erdoberfläche und umfasst die Ozonschicht, die das Leben auf der Erde vor schädlicher ultravioletter (UV) Strahlung schützt. In dieser Schicht steigt die Temperatur mit der Höhe an, da die UV-Strahlen von der Ozonschicht absorbiert werden. Diese Temperaturumkehrung hat erhebliche Auswirkungen auf den Luftverkehr, da Flugzeuge oft in dieser Schicht fliegen, um Turbulenzen in der Troposphäre zu vermeiden.

• Ozonschicht: Sie absorbiert die schädlichen UV-Strahlen, was Schutz für Lebewesen auf der Erde bietet.

• Temperaturanstieg: Der Temperaturanstieg in der Stratosphäre hat Auswirkungen auf die Luftzirkulation und das Klima.

• Luftfahrt: Die Stratosphäre ist eine wichtige Schicht für den internationalen Flugverkehr, da sie stabilere Bedingungen bietet.

Atmosphärische Bestandteile

Die Atmosphäre besteht aus einer Mischung von Gasen, darunter Stickstoff (78%), Sauerstoff (21%) und Edelgase wie Argon und Kohlendioxid. Diese Gase sind nicht nur für das Überleben von Lebewesen notwendig, sie spielen auch eine essentielle Rolle im Klimasystem der Erde. Aerosole, winzige Partikel in der Luft, beeinflussen das Wetter und das Klima, indem sie Sonnenlicht reflektieren und die Bildung von Wolken fördern. Ein Verständnis der Zusammensetzung der Atmosphäre ist daher unerlässlich für den Klimaschutz.

• Gaszusammensetzung: Der hohe Anteil von Stickstoff und Sauerstoff ist entscheidend für das Leben und die Aufrechterhaltung biologischer Prozesse.

• Rolle der Aerosole: Aerosole beeinflussen das Wettergeschehen und können sowohl kühlende als auch erwärmende Effekte auf das Klima haben.

• Kohlenstoffdioxid: Der Anstieg von CO2 ist ein Schlüsselfaktor im Klimawandel und hat weitreichende Folgen für das globale Klima.

Praktische Anwendungen

• Verstehen von Wettervorhersagen: Indem du die Schichten der Atmosphäre kennst, kannst du Wetterberichte besser interpretieren und verstehen, wie Wetterphänomene entstehen.

• Klimaschutzmaßnahmen: Das Wissen um die Rolle der Atmosphäre im Klimawandel kann dir helfen, sinnvolle Entscheidungen für einen nachhaltigeren Lebensstil zu treffen.

• Luftqualitätsmonitoring: Verständnis der Zusammensetzung der Atmosphäre hilft, Luftverschmutzung zu erkennen und Maßnahmen zu deren Reduzierung zu ergreifen.

Schlüsselbegriffe

• Troposphäre: Die unterste Schicht der Atmosphäre, in der Wetterphänomene auftreten.

• Stratosphäre: Die Schicht über der Troposphäre, die die Ozonschicht enthält und eine Temperaturumkehr aufweist.

• Aerosole: Winzige Partikel in der Luft, die Wetter- und Klimaphänomene beeinflussen.

Fragen zur Reflexion

• Wie beeinflussen menschliche Aktivitäten die Zusammensetzung der Atmosphäre und welche Konsequenzen könnte das für dein Leben haben?

• Warum ist es wichtig, die Ozonschicht zu schützen, und was kannst du dazu beitragen?

• Inwiefern kann ein besseres Verständnis der Troposphäre helfen, extreme Wetterereignisse vorherzusagen und besser zu reagieren?

Wetter-Forscher: Das Experiment!

In dieser Mini-Herausforderung wirst du ein einfaches Experiment durchführen, um die Wettereffekte der Troposphäre zu beobachten. Du wirst die Temperatur von Wasser in verschiedenen Höhen messen und herausfinden, wie Wärme und Luftfeuchtigkeit zusammenhängen.

Anweisungen

• Fülle zwei identische Gläser mit Wasser und stelle sie auf den Tisch.

• Bedecke eines der Gläser mit Folie, um die Verdunstung zu verhindern.

• Stelle einen Ventilator auf niedriger Stufe vor die Gläser, sodass Luft um sie bläst.

• Messe nach 30 Minuten die Temperatur des Wassers in beiden Gläsern.

• Notiere deine Beobachtungen und überlege, wie die Ergebnisse mit der Temperatur in der Troposphäre zusammenhängen.