Atmosphäre

Willkommen auf der Atmosphärenseite von analogo.de. Umweltwissenschaftler teilen die Welt oft in vier Sphären ein: Neben der Atmosphäre gehören dazu die Pedosphäre (Boden), Biosphäre (Lebendiges) und die Hydrosphäre (Wasserkörper). Untergeordnet sind Qualitätsbeschreibungen dieser Sphären wie der Lärm, der Geruch oder der Staubgehalt. Der Lärm ist ein physikalisches Phänomen, welches überraschenderweise zur Atmosphäre gehört, denn Schall ist nichts anderes als aufeinanderstoßende Luftteilchen. Der Geruch findet ebenfalls in der Atmosphäre statt, basiert aber auf dem Wechselspiel aus chemischen Teilchen und biologisch-körperlicher Verfassung des Naseninhabers.

Auch die Umweltbegriffe Klima und Wetter spielen in der Atmosphärenliga, was die Atmosphäre locker zum überragend erlebten Umweltkompartiment macht. Dazu trägt sicher bei, dass die Verschmutzung der Luft mittlerweile die globale Todesursache Nr. 1 für die von Maschinen verursachten Tode ist. Wie eine der ältesten medizinischen Fachzeitschriften, The Lancet feststellte, sterben derzeit rund 9 Millionen Menschen pro Jahr durch Luftverschmutzungen. Während die Quote an allen Todesfällen in ärmeren Ländern wie Somalia bei über 25 Prozent liegt, sterben in Großbritannien immerhin über 8 Prozent aller Menschen an den in der Luft schwebenden Partikeln. Damit hat die schlechte Luftqualität den Krebs als Todesursache abgelöst. 2014 starben weltweit 8,2 Millionen an Krebs.

Die großen Elemente der Atemluft sind der Sauerstoff (O) und der Stickstoff (N). Wegen ihrer gasförmigen Phase und hohen Reaktivität zirkulieren beide Elemente innerhalb der Atmosphäre sehr schnell. Rund 75 Prozent allen Sauerstoffs auf der Erde wird nicht von Bäumen, sondern von Algen produziert. Dies zeigt die Bedeutung einer gesunden Hydrosphäre auf. Gesund im Sinne biologischen Lebens ist auch eine ideale Versorgung mit Stickstoff. Stickstoff heißt Leben, denn Stickstoff ist Teil von Aminosäuren, die lebenswichtiger Teil von Proteinen sind, ohne die es kein Leben gäbe. Da Stickstoff einen schnellen Zyklus hat, kann er für immer neue biologische Aktivitäten verwendet werden – auch wenn er nicht so reaktiv wie Kohlenstoff ist. Die Umwandlung von Stickstoff hängt gleichfalls von der biologischen Aktivität ab.

Der in der Luft befindliche Stickstoff wird in Kraftfahrzeugmotoren verbrannt. Im Zusammenspiel mit dem Luftsauerstoff enstehen verschiedene Kombinationen aus N und O. Man fasst die verschiedenen Kombinationen der nitrosen Gase als NOx zusammen. Das Wort „nitros“ vereinigt die Wortelemente –nitr für Stickstoff und „o“ für Sauerstoff. Besonders Dieselmotoren sind für den hohen Gehalt an Stickstoffdioxid (NO2) verantwortlich. NO2 ist rötlichbraun und färbt damit die verschmutzte Sommerluft von Städten wie Mainz, Wiesbaden oder Los Angeles. Nitrose Gase sind auch in Deutschland für Tausende vorzeitige Todesfälle verantwortlich. Noch mehr als 24 Stunden nach dem Einatmen können sich Lungenödeme bilden.

Nach so viel bodennaher Thematisierung der Atmosphäre noch ein Wort zur den höheren und daher weniger beacheteten Atmosphärenschichten. Oberhalb von 10 Kilometer Höhe liegt ein dünner Ozongürtel um die Erde, die die Erde vor gefährlichen Strahlungselementen wie der UVC- und UVB-Strahlung schützt. In der bis 50 Kilometer Höhe reichenden Ozonosphäre wird Sauerstoff (O2) zu Ozon (O3) umgebaut. In 30 bis 33 Kilometer Höhe wird das meiste Ozon durch NOx abgebaut. Chlorverbindungen (ClOx) bauen das rettende Ozon vor allem in Höhen zwischen 38 und 43 Kilometer Höhe ab. Die Ozonschicht wurde so stark ausgedünnt, dass sie im Jahre 1993 über der Antarktis nur noch ganze 1,2 Millimeter dick war. Normal ist eine Dicke zwischen 2 und 3 Millimeter in den Tropen und 3 bis 5 Millimeter in den höheren Breiten. Ist das in der höher gelegenen Stratosphäre befindliche Ozon lebensrettend, entfaltet es in Bodennähe seine Giftwirkung. Atmen Menschen zuviel Ozon ein, wirkt es giftig.

Luftchemie und Atmosphärenphysik sind kompliziert. Luftmessungen und – analysen sind sehr teuer. Die Kombination aus beidem führt zur oben beschriebenen Situation. analogo.de berichtet regelmäßig über aktuelle Themen der Luftpolitik – einerseits durch Blogbeiträge und zum anderen in Form von ständig aktualisierten Übersichten.

Finde hier eine erste Übersicht mit dem ausgesuchten Themenfeld der welweiten Grenzwerte für die Bestimmung einer guten Luftqualität:

KATA LOGO Luft – Grenzwerte im internationalen Vergleich

Während unser KATA LOGO Luft die definierten Luftgrenzwerte mit dem Beispiel einer deutschen Stadt (Mainz) abgleicht, erkunde die Mannigfaltigkeit umweltrelevanter Klimagase und chemischer Verbindungen mitsamt ihrer molekularen Zusammensetzung im Kontext zu ihren isomeren Verwandten:

KATA LOGO Chemie – C H O – Matrix

Und staune hier über den thermodynamischen Prozess der Wasserverdunstung und Kondensation in unserer Luft im KATA LOGO Aggregatzustände:

KATA LOGO Klimatologie – Klima – Aggregatzustände

Lasse Dich hier überraschen, wie viel Kohlenstoff in unserer Luft ist und wie er zirkuliert:

KATA LOGO Kohlenstoff – Quellen und Senken

Erdatmosphäre beim Sonnenaufgang. Bildrechte: WikiImages auf Pixabay 11096_1920

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