Topic outline

  • Untere Atmosphäre

    Troposphärische Prozesse

    Sprechen wir über chemische Reaktionen, so werden die Gedanken der meisten von uns vermutlich zu Industrieanlagen und köchelnden Flüssigkeiten in Laboren schweifen. In der Luft jedoch, die wir atmen, finden tausende chemischer Reaktionen in jeder Sekunde und in jedem Liter statt. Viele von ihnen sind Oxidationsprozesse, die durch das Sonnenlicht ausgelöst werden.

    In diesem vertiefenden Teil werden wir mehr über oxidierende Moleküle (Oxidantien) wie Ozon, OH und Nitrat sowie über ihre chemischen Reaktionen lernen. Wir erfahren mehr über die Bedeutung von Licht wie Energie, durch die Luft transportiert wird und wohin diese Energie ihren Weg nimmt. Treibhausgase werden genauer betrachtet. Schließlich erfahren wir mehr über die speziellen Reaktionen von Ozon in der Troposphäre und die Beeinflussung der Chemie der bodennahen Luftschichten durch den Menschen.

    • 1. Hauptoxidantien und Beobachtung

      Einheit 1
      Hauptoxidantien und Beobachtung

      In der Troposphäre findet eine vielfältige Chemie mit zahlreichen chemischen Verbindungen statt.

      Die meisten Verbindungen werden durch Oxidation umgewandelt. Was sind die wichtigsten Oxidationsmittel?  Wie können wir die Substanzen und ihre Reaktionsprodukte in der Atmosphäre messen? In dieser Einheit 1 geben wir einen Überblick über die wichtigsten Oxidationsmittel am Tag und in der Nacht. Wir erklären chemische Reaktionen und wir beschreiben wichtige moderne Messtechniken, die helfen, sie zu beobachten.

      1. In dieser Einheit werden wir nur das wichtigste der Atmosphärenchemie diskutieren. Betrachten Sie, was alleine mit so einem einfachen Molekül wie Butan (z.B. aus Campingkochern) in der Atmosphäre geschieht! Bitte zum Vergrößern anklicken!
      Bild: Dr. Tim Jungkamp, BASF, Antwerpen, Belgium"

    • 2. Strahlung & Treibhausgase

      Einheit 2:
      Strahlung, Treibhausgase und der Treibhauseffekt

      Alle Energie kommt von der Sonne. Aber was geschieht mit dieser Energie in der Atmosphäre? Welcher Anteil erreicht die Erdoberfläche? Was schickt die Erde zurück ins All?

      Einheit 2 erklärt den Strahlungshaushalt der Erde, Energie, die zur Erde kommt und die unseren Planeten wieder verlässt, sowie die Rolle der Treibhausgase in diesem Prozess. Kohlendioxid und Methan sowie ihre Quellen werden näher diskutiert. Eine besondere Rolle spielt der Wasserdampf. Er ist das wichtigste natürliche Treibhausgas. Wir wissen bislang wenig darüber, welche Rolle er in Zukunft auf einer sich erwärmenden Erde spielen wird.

      Während der letzten Jahrzehnte ist die Durchschnittstemperatur auf der Erde stark angestiegen. Die Treibhausgase spielen hierbei eine wichtige Rolle.
      Diagramm: © NASA GISS

    • 3. Ozon & Feuer

      Einheit 3
      Mehr über Ozon und Feuer

      Ozon ist ein recht aggressives Gas. Wie greift es andere Moleküle an und welche Auswirkungen hat dies auf die menschliche Gesundheit und organisches Material? Hier geben wir einige Beispiele, die die chemischen Reaktionen von Ozon erklären.

      Die Konzentration an Ozon in der Luft lässt sich kaum vorhersagen, da sie sehr stark von den örtlichen Bedingungen zu einer bestimmten Zeit abhängt sowie von der chemischen Zusammensetzung der Luft. In dieser Einheit erklären wir, warum wir mehr oder weniger Ozon in der Atmosphäre finden.
      Eine Quelle für Stickoxide und Ozon, aber natürlich auch für Kohlendioxid, sind Feuer. Im letzten Text geben wir einen Überblick über Feuer weltweit und was sich in ihnen chemisch tut.

      Hohe Ozon-Konzentrationen greifen die Bläschen in unseren Lungen an. Weißt du, warum?
      © US national library of medicine

    • Gase in der Atmosphare

      Einheit 4
      Gase in unserer Atmosphäre

      Es gibt tausende Gase in der Troposphäre, der Luftschicht, die vom Erdboden bis in etwa 11 km Höhe reicht. Wir sehen uns hier die wichtigsten an.

      Einige von ihnen sind gleichmäßig über die Welt verteilt, andere hängen stark von örtlichen Quellen und Bedingungen ab, auch von der Tageszeit. In dieser Einheit geben wir einen kurzen Überblick, wie die Gase in unserer Atmosphäre charakterisiert werden können.

      Animation: © Michael Weigend - University of Hagen