Een Chemische Deken
De aarde is gehuld in een deken van gasvormige chemische stoffen.
Deze deken, die wij de dampkring of atmosfeer noemen, levert de bouwstoffen voor het weer en maakt allerlei vormen van leven op aarde mogelijk. Onze dampkring levert zuurstof en bevat waterdamp. Hieruit wordt het weer in feite gemaakt.
Stromingen in de dampkring doen winden en stormen ontstaan en zijn bepalend voor het ontstaan van klimaatgordels.
Studie van de Hemel
De dampkring is alles wat ons beschermd tegen de straling van de zon en de mogelijk rampzalige effecten van meteorieten. Toch is de dampkring vergeleken met de diameter van de aarde maar heel dun. Als de aarde zo groot was als een speelgoedballon, zou de dampkring niet dikker zijn dan het rubber van deze ballon. Pas in deze eeuw werd ontdekt dat dit dunne schild is opgebouwd uit een aantal verschillende lagen. In de negentiende eeuw werd met behulp van heteluchtballonnen ontdekt dat de temperatuur geleidelijk afneemt met de hoogte. Eerst dachten de onderzoekers dat die daling zich zou voortzetten tot in de luchtledige ruimte. Onderzoek in 1899 door de Franse weerkundige Teisserence de Bort liet echter zien dat deze afname op een hoogte van ongeveer 10 kilometer stopt en dat daar een nieuwe laag begint. Uit later onderzoeken blijkt dat er boven het aardoppervlak vijf afzonderlijke lagen liggen. We weten nog niet precies hoe en waarom ze zijn ontstaan. De voor de meteorologie meest belangrijke laag is de troposfeer omdat zich daarin 99 procent van ons weer afspeelt. Maar alle lagen zijn van invloed op het klimaat.
Atmosferische Lagen
De troposfeer strekt zich vanaf het aardoppervlak uit tot een hoogte van 8 à 16 kilometer. Deze grens hangt af van de hoeveelheid zonnestraling die de aarde bereikt. Ze ligt het laagst boven de poolgebieden en het hoogst boven de evenaar. Gemiddeld daalt de temperatuur 7° Celsius per kilometer. Het niveau waarop de temperatuurdaling stopt, noemt men de tropopauze en hier kunnen temperaturen heersen van -60° Celsius. De volgende laag, de stratosfeer, strekt zich uit tot een hoogte van ongeveer 50 kilometer, waar de temperatuur is gestegen tot ongeveer 5° Celsius. De densiteit (dichtheid) van de ozonlaag, die zich in de stratosfeer bevindt, is het grootst op een hoogte van ongeveer 25 kilometer. In deze laag wordt het grootste deel van de schadelijke ultraviolette straling van de zon geabsorbeerd.
Boven de stratosfeer bevindt zich de mesosfeer. Hier neemt de temperauur weer af en deze keer tot ongeveer -90° Celsius. De afname stopt op ongeveer 80 kilometer hoogte bij de mesopauze. In de volgende laag de thermosfeer of ionosfeer neemt de temparatuur sterk toe; soms tot 1500° Celsius. Omdat de lucht hier zo ijl is, merkt men niets van deze hitte.
De straling van de zon - met haar röntgenstraling en ultraviolette straling - breekt de moleculen in deze thermosfeer in positieve ionen en negatieve elektronen. Deze ionen en elektronen kaatsen radiogolven van bepaalde golflengten terug naar het aardoppervlak. Zo wordt radiocommunicatie over lange afstanden mogelijk. In de thermosfeer ontstaan ook de meeste meteoren. De sporen van snelle stofdeeltjes uit de ruimte verbranden hier.
De buitenste laag, de exosfeer, wordt gekenmerkt door de zeer grote ijlheid van de daarin aanwezige gassen. Er is ook een extreem lage druk op die gassen. De temperatuur bereikt hier waarden tot boven de 1600° Celsius.
Op de tekening zijn de verschillende lagen van de atmosfeer gedefinieerd met behulp van de temperatuur. De gekleurde lijn in de tekening toont het verloop van de temperatuur met de hoogte. Omwille van de duidelijkheid zijn de dikten van de lagen niet op schaal afgebeeld.