DIE ATMOSPHÄRE

Gliederung:

o Definition

o Aufbau

o Entwicklung

o Heutige Zusammensetzung

o Luftschadstoffe

Dipl. Ökol. Nina Harsch

Institut für Didaktik der Chemie

Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Seminar „Luft, Wasser und Umweltbelastung“, SS 2012

HydrosphäreLithosphäre

Biosphäre

AtmosphäreErde

Sphären der Erde

Atmosphäre:- griechisch: atmós - sphaira- deutsch: Dunst - Kugel => Die Erde umgebende Lufthülle.

Lithosphäre: Land Hydrosphäre: Wasser Biosphäre: Pflanzen, Tiere

- Durch die Gravitationskraft an die Erde gebunden.- Direkt an der Erdoberfläche am dichtesten.

- Gemisch aus zahlreichen Gasen.

Wie ist die Atmosphäre definiert?

Nach: Center for Science Education, University of California at Berkeley (verändert) Nach: Global Change Program, University of Michigan (verändert)

Ozonschicht: Maximale Dichte in ca. 20 km Höhe

Druck und Dichte der Luft nehmen mit der Höhe ab.

Nach: A

llgemeine M

eteorologie Nr. 1,

Selbstverlag des Deutschen

Wetterdienstes, O

ffenbach, 1987 (verändert)

Wie ist die Atmosphäre aufgebaut?

Keine Atmosphäre. Meteoriteneinschläge, Vulkanausbrüche.Starke Erhitzung der Erde => Entgasung.

4,5 Mrd.

4,3 Mrd.

2 Mrd.Zei

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Nach: GLAUBRECHT et al., Begleitbuch Evolutionsausstellung Berliner Museum für Naturkunde, Prestel 2007 (verändert)

90 % Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid. Zunächst extremes Treibhausklima.

Entweichen leichter Gase (z.B. H2) in den Weltraum.

Langsame Abkühlung. Wasserdampf: Kondensation.

Kohlenstoffdioxid: Lösung im Urozean. => Kalk.2 % Sauerstoff. Photosynthese und Atmung.

Wie hat sich die Atmosphäre entwickelt?

1 Vol % = 10 000 ppm 1 ppm = 1.000 ppb 1 ppb = 1.000 ppt

Wasser-dampf:

0,4 - 4 %(variabel)

Nach: SC

HU

LTZ

, Max Planck Institut für M

eteorologie, Ham

burg (verändert)

Wie ist die Luft heute zusammengesetzt?

• Luft besteht aus 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,9 % Argon und 0,1 % Spurengasen.

• Diese 0,1 % beinhalten eine Vielzahl verschiedener Gase, die nur in verhältnismäßig sehr geringen Mengen in der Luft enthalten sind. Würde man diese in Prozent ausdrücken, müsste man mit sehr kleinen Zahlen arbeiten. Deshalb verwendet man für die Spurengase die Einheiten „parts per million (ppm)“, „parts per billion (ppb)“ und „parts per trillion (ppt)“.

Das heißt: „Anzahl der Moleküle des entsprechenden Spurengases unter 1 Million bzw. 1 Milliarde bzw. 1 Billion „Luft“-Moleküle“:

• ppm = parts per million (Million ist das englische Wort für Million)

1 ppb = 1 Molekül unter 1.000.000 Molekülen• ppb = parts per billion (Billion ist das englische Wort für Milliarde)

1 ppb = 1 Molekül unter 1.000.000.000 Molekülen• ppt = parts per trillion (Trillion ist das englische Wort für Billion)

1 ppt = 1 Molekül unter 1.000.000.000.000 Molekülen

• Die Umrechnung erfolgt folgendermaßen:

1 Vol % = 10 000 ppm

1 ppm = 1.000 ppb

1 ppb = 1.000 ppt

• Diese Konzentrationsverhältnisse sind so gering, dass sie kaum vorstellbar sind, aber die moderne Wissenschaft kann sie nachweisen.

• Trotz dieser verhältnismäßig geringen Konzentration haben die Spurengase enorme Auswirkungen.

Beispiele sind der Treibhauseffekt, Saurer Regen, Ozonsmog oder auch das Ozonloch.

Einschub: „ppm / ppb / ppt“

Jedes Gas kann ein Luftschadstoff sein, wenn (a) oder (b) zutrifft:

(a) Natürliche Luftkomponente in erhöhter Konzentration (z.B. CO2).

(b) Unnatürliche Luftkomponente (z.B. FCKW).

Woher kommen Luftschadstoffe?

Industrie

Schwefeldioxid (SO2)

Kohlendioxid (CO2)

VerkehrKohlendioxid (CO2)

Stickstoffdioxid (NO2)

Agrarsektor

Methan (CH4) Lachgas (N2O)

Was sind Luftschadstoffe?