Warum variiert die Dicke der Atmosphäre von Äquator zu Pol?
Hey Leute,
die Frage steht bereits im Titel, ich möchte für die Vorbereitung meiner mündlichen Geoprüfung (Abitur) wissen, warum die Troposphäre am Äquator 17km und an den Polen nur 8km hoch ist.
Alex
6 Antworten
Meine Erste Idee wäre auch die Gravitation und Rotation als Ursache gewesen, die Antwort von Raph101 hat mich zu Google geführt ^^
Fazit: Alle Effekte spielen zusammen (Gravitation, Rotation und Temperatur). Welcher Effekt wichtiger ist, konnte ich jedoch nicht herausfinden...
Gravitation: Hier spielt die Form der Erde eine Rolle (-> z.B. stärkere Gravitationskraft an den Polen <-> "zieht" die Luft stärker zur Erde) aber auch die Anziehungskraft von unserem Mond und der Sonne (-> "zieht" die Luft weiter raus).
Rotation: Grössere Zentrifugalkraft an den Polen führt dazu, dass die Luft weiter raus geschleudert wird.
Temperatur: Die hohe Erdoberflächen-Temperatur am Äquator erwärmt die Luft (-> Dichte nimmt ab), dadurch steigt sie weiter auf. Umgekehrt an den Polen...
http://www.iupui.edu/~g107/mod05/lecture08.htm
https://researchbin.blogspot.com/2014/01/the-shape-of-the-atmosphere.html
Die Tropospäre ist die Schicht, die ständig durchmischt wird. Und zwar hauptsächlich durch auf- und absteigende Luftmassen, weniger durch Strahlung. Luft kann sichtbares Licht und nahes Infrarot nicht absorbieren, wohl aber fernes Infrarot abstrahlen. Daher wird die Luft von unter erwärmt, von warmen Erdboden oder Wasser, durch Konvektion.
Und wenn du jetzt mal die Tropen betrachtest, wo zu jeder Zeit hunderte oder tausende Gewitter toben, mit einer Intensität, die man sich hierzulande kaum vorstellen kann, dann sollte klar sein, dass die Dicke der Troposhäre, da wo sich hauptsächlich das Wetter abspielt, in den Tropen deutlich dicker ist.
Die Erddrehung hat direkt nichts damit zu tun, die Hitze und Feuchtigkeit macht's.
Wie viele hier sagen, ist ein Grund mit Sicherheit die Erdrotation. Jedoch ist dies eine eher schwammige Erklärung. Die Troposphäre ist nämlich (grob gesagt) dadurch charakterisiert, dass sie nicht direkt von der Sonnenstrahlung erwärmt wird, sonder hauptsächlich von der Infrarotstrahlung die vom Erdboden abgegeben wird. Darüber in der Stratosphäre sorgt Ozon (welches UV Strahlung absorbiert) wieder für eine Erwärmung der Atmosphäre. Aber dies sollte alles im Prinzip nicht von der Fliehkraft der Erde abhängen.
Man könnte hier aber noch mit der Dichte der Atmosphäre argumentieren. Luftschichten werden aufgrund der Zentrifugalkraft in Richtung Äquator geschoben. Dadurch sollte die Dichte mit der Höhe dort weniger stark abnehmen und der Temperaturgradient ebenso.
Seis drum...ich sehe einen anderen Effekt ausschlaggebender: Die Oberflächentemperatur am Äquator ist höher. Dies führt dazu, dass mehr Infrarotstrahlung von der Erdoberfläche abgestrahlt wird. Dies führt auch dazu, dass höhere Schichten der Atmosphäre noch wirklich von der Oberfläche „erwärmt“ werden und dadurch ist die Troposphäre am Äquator auch höher. Beispielhaft ist auch die Troposphäre an den Polen im Winter und Sommer unterschiedlich dick.
In der Troposphäre nimmt die Temperatur mit zunehmender Höhe bis zur Tropopause ab. Am Äquator ist die Starttemperatur an der Erdoberfläche höher. Deswegen kann sie länger abnehmen, bevor sie ein vergleichbares Niveau erreicht wie an den Polen.
Könnte mehrere Gründe haben, oder doch nur einen, die Rotation der Erde!
Aufgrund der Rotation der Erde ist sie keine perfekte Kugel. Als Konsequenz ist der Durchmesser von Pol zu Pol kleiner als am Äquator. Deshalb ist die Gavitation an den Polen größer als am Äquator. Zusätzlich gibt es am Äquator eine Fliehkraft, die die Schwerkraft weiter verringert und vllt sogar auf die Atmosphäre wirkt, aber an den Polen überhaupt nicht vorhanden ist.