Atmosphäre Flashcards
Charakterisiere die Troposphäre
Troposphäre: 8-18 km hoch, hier spielt sich das Wettergeschehen ab, gute vertikale Durchmischung, Temperaturabnahme mit der Höhe von dT/dz ≈ -6K/km, enthält ca. 80% der Gesamtmasse, begrenzt zur Stratosphäre hin durch Tropopause (bei ca. 16 km in Tropen, 12 km in mittleren Breiten und 8-10 km in polaren Breiten)
Charakterisiere die Stratosphäre
Unten zunächst isotherm, darüber T-Zunahme bis zur Oberkante, der Stratopause in ca. 50 km Höhe, Temperaturzunahme wird durch Absorption von UV- Strahlung durch die Ozonschicht verursacht, Temperatur an Stratopause ähnlich wie am Erdboden, stabilere Schichtung, weniger Konvektion, verlangsamter Vertikaltransport im Vergleich zur Troposphäre
Charakterisiere die Mesosphäre
Temperaturabnahme mit der Höhe (= stärkere Durchmischung), Rasche Photochemie getrieben durch intensive UV-Strahlung. Am oberen Rand zunehmende Ionisierung → Beginn der Ionosphäre. An Mesopause bei ca. 80 km finden sich die tiefsten Temperaturen der Atmosphäre.
Charakterisiere die Thermosphäre
ab ca. 80 km, Temperaturzunahme mit der Höhe, in etwa 200-500 km Höhe werden 1200 K erreicht, darüber konstante Temperatur, starker Tagesgang, Abhängigkeit von Sonnenaktivität
Was ist die Tropopause, wo ist sie ungefähr am höchsten, warum ist ihre Höhenlage in den Tropen und an den Polen unterschiedlich?
Tropopause: Grenzschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre, Temperatur nimmt mit der Höhe nicht weiter ab. Sie reicht in den Tropen bis in ca. 16 km Höhe an den Polen ist sie in ca. 8 km Höhe, Der Grund hierfür liegt in der unterschiedlichen Temperatur – warme Luft dehnt sich aus.
Wie viel Prozent des anthropogen freigesetzten CO2 reichert sich in der Atmosphäre an?
Ca. 50% verbleiben in der Atmosphäre, die anderen 50% werden von der Landvegetation und dem Ozean aufgenommen.
Welche Rolle spielen die FCKWs in der Erdatmosphäre?
FCKWs sind in die Atmosphäre in erheblichem Maße für den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre (Ozonloch) verantwortlich, weshalb der Einsatz von FCKW heute in vielen Anwendungsbereichen verboten ist. Außerdem sind zum Teil sehr potente Treibhausgase.
Wie verläuft die Ozonbildung in der Stratosphäre?
Ozon entsteht durch Photolyse in der Stratosphäre: UV Strahlung Spaltet O2 Molekül in 2 O Atome, jedes Atom verbindet sich mit deinem O2 Molekül
O2 + hν (<240nm) -> 2 O
O+O2 (+Stoßpartner)-> O3 (+Stoßpartner)
Warum kann Ozonbildung sowohl positiv als auch negativ bewertet werden?
Ozon in der Stratosphäre ist essentiell für das Leben auf der Erdoberfläche gutes Ozon
Durch die Emission von NOx wird allerdings immer mehr Ozon in der Troposphäre gebildet, hier verstärkt es als Treibhausgas den Treibhauseffekt, außerdem reduziert es die Luftqualität in vielen Gegenden (Photosmog, reizendes Gas das v.a. die Atemwege angreift)
Welches der vier häufigsten Gase in der Erdatmosphäre zeigt die größten Variationen an der Erdoberfläche?
Wenn man von feuchter Luft ausgeht sind die vier häufigsten Gase N2, O2, H2O und Ar, von diesen vier Gasen weist Wasserdampf starke Variationen auf, weil es von der Verfügbarkeit und der Temperatur abhängt, wieviel Wasserdampf in der Luft enthalten sein kann. (bewegt sich zw. <1% und 4%.
Welches sind die Quellen und Senken für CO2?
Quellen:
- Entstehung hauptsächlich durch fossile Brennstoffe (Erdöl, Kohle, Erdgas)
- 95 % der Emissionen auf der Nordhalbkugel (NHK)
- Produkt bei der Zellatmung
- Abbau von Biomasse
- Verbrennung von Wäldern
Senken:
- Abbau durch Photosynthese, Bakterien, Algen
- Aufnahme durch Ozean, Gestein
- Aufnahme im Erdreich (Humus)
Wann - innerhalb eines Jahres - und warum weist die atmosphärische CO2- Konzentration auf der Nordhalbkugel ein Minimum auf?
Die CO2 Konzentration weist ihr Minimum Ende des Sommers (~September) auf, während der vorangegangenen Vegetationsperiode haben die Pflanzen CO2 während der Photosynthese gebunden, auf der Nordhalbkugel (viel Landmasse) reduziert sich ab dem Spätsommer die Photosyntheseleistung der Vegetation (Landwirtschaftliche Pflanzen abgeerntet, in hohen Breiten geht die natürliche Vegetation in die Winterruhe über.
Nennen Sie vier Treibhausgase in der Reihenfolge ihrer Konzentration.
CO2, CH4, N2O, FCKWs
Oder H2O, CO2, O3, SF6
Was sind Quellen und Senken von Methan?
Quellen:
• Abbau organischer Substanzen durch mikrobielle Prozesse (anaerob), z.B. Reisfelder, Feuchtgebiete, Wiederkäuermägen, Mülldeponien
• Förderung fossiler Brennstoffe (Erdgas)
• Verbrennungvon Biomasse
Senken:
• photochemische Oxidation durch OH-Radikale
• mikrobielle Oxidation
• chemische Reaktionen in der Stratosphäre
Was sind Quellen und Senken von Distickstoffmonoxid?
Quellen:
• Ozeane,
• Böden der Tropen und gemäßigten Zonen und Agrarböden (N-Düngung)
• intensive Landwirtschaft, v.a. bei anaeroben Bedingungen im Boden, Stickstoffdünger, Reisanbau
• Verbrennungsprozesse (Fahrzeuge mit Katalysator)
Senken:
• Abbau nur in der Stratosphäre durch Photolyse über die Reaktion mit atomarem Sauerstoff
Was sind Quellen und Senken von Ozon?
Quellen: (sekundäre Bildung aus Vorläufersubstanzen)
• Entstehung durch Photolyse in der Stratosphäre
• durch Photodissoziation von NO2 in der Troposphäre
Senken:
• durch dieselben Prozesse (Rückreaktion)
• katalytischer Ozonabbau durch Luftschadstoffe (FCKW, Cl, ….)
• Lebensdauer: nur wenige Wochen (deshalb regional sehr unterschiedliche Konzentration)
Wie und wann entsteht Photosmog in der Stadt?
- unter natürlichen Verhältnissen stellt sich ein Gleichgewicht zwischen O3, NO und NO2 ein ABER in der Stadt NO von weiteren Radikalen oxidiert und ‚verbraucht‘ -> je stärker die Sonne scheint, desto mehr O3 und weniger NO2 ist vorhanden
Entstehung und Rückreaktion von troposhärischem Ozon
Entstehung: NO2 + hv = NO + O O + O2 = O3 Rückreaktion: NO + O3 = NO2 + O2
Stadt: NO Radikale verbraucht -> viel O3 -> Photosmog
Hauptgrund für die Unsicherheiten/Bandbreite der prognostizierten Klimasensitivität?
Rückkopplungen
Def.: nicht-lineare, selbstverstärkende oder dämpfende Effekte, die Klimaentwicklung beeinflussen.
Welche Faktoren können für den beobachteten Anstieg der globalen bodennahen Mitteltemperatur in den letzten Jahrzehnten mitverantwortlich sein?
Sulfat-Aerosole CO2 Konzentration Albedo / Landnutzungsänderung N2O Konzentration CH4 Konzentration Russpartikel auf Schnee
