Arbeitsblatt: Atmosphare

Klima- Die Atmosphäre Die Atmosphäre ist nur eine sehr dünne Hülle, welche die Erdkugel umgibt. Aber ohne die Atmosphäre könnten wir und alle anderen Lebewesen nicht leben und atmen! Flugzeuge und Vögel könnten nicht fliegen und es gäbe auch kein Wetter. Ebenfalls schützt uns die Atmosphäre von den Vorgängen im Weltraum, indem sie wie ein Schutzschild funktioniert (Kometen, kosmische Stürme.) Warum ist die Atmosphäre für uns so wichtig? Die Erdanziehungskraft Die Erdkugel ist für uns unvorstellbar groß und schwer. Durch ihr enormes Gewicht übt die Erde auf alles, was sich auf ihr und in ihrer Nähe befindet, eine Kraft aus: die sogenannte Erdanziehungskraft oder Schwerkraft. Angeblich hat der berühmte Forscher Isaac Newton dies vor langer Zeit erkannt, als er unter einem Apfelbaum saß und ihm ein Apfel auf den Kopf fiel. Wegen dieser Schwerkraft fallen Gegenstände wie zum Beispiel ein Apfel zu Boden. Aber auch die so winzigen Luftmoleküle, aus denen unsere Atmosphäre besteht, werden von der Erde aufgrund der Erdanziehungskraft festgehalten und bilden so die Erdatmosphäre. Was würde mit uns passieren wenn es keine Schwerkraft gäbe? Wer hat die Schwerkraft entdeckt? Warum bleibt die Luft um unsere Erde herum? Woraus besteht die Atmosphäre? Die Luft, die wir atmen und aus der die Atmosphäre gebildet wird, ist eigentlich ein Gemisch aus verschiedenen Gasen. Der größte Teil der Luft besteht aus gasförmigem Stickstoff (N2). Das ist ein ziemlich langweiliges Gas, weil nicht viel damit passiert. Viel wichtiger ist der Sauerstoff (O2), der auch relativ häufig in der Atmosphäre vorkommt und in den grünen Blättern von Pflanzen produziert wird. Den 1 Sauerstoff brauchen wir zum Atmen. Daneben gibt es noch einige andere Stoffe, die in sehr geringen Konzentrationen in der Luft enthalten sind, aber trotzdem sehr wichtig sind. Weil sie nur in Spuren vorkommen, nennt man sie auch Spurengase. Spurengase sind unter anderem Ozon (O3) und Kohlenmonoxid (CO). Aus was besteht die Luft die wir atmen? Nenne zwei wichtige Gase und zwei Spurengase. Der Luftdruck Aufgrund der Erdanziehungskraft befinden sich die meisten Luftmoleküle in der Nähe der Erdoberfläche. Nach oben hin wird die Luft immer dünner. Durch ihre Anwesenheit erzeugen die Moleküle den Luftdruck! Je weniger Moleküle pro Volumen, desto geringer ist der Luftdruck. Gleichzeitig wird es in größerer Höhe auch kälter. Die Bergsteiger, die den Mount Everest besteigen wollen, brauchen deswegen auch sehr warme Kleidung und ein Atemgerät mit Sauerstoff. Warum wird die Luft immer dünner je höher man steigt? Luftdruck selbst erlebt Den Luftdruck kannst Du auch schon spüren, wenn Du in einem hohen Gebäude mit dem Aufzug oder wenn Du mit Deinen Eltern mit dem Auto im Urlaub in die Berge fährst. Dann bekommst Du so ein seltsames Gefühl im Ohr, das meistens verschwindet, wenn Du schluckst oder gähnst. Das Ohr kann sich so auf den geringeren Luftdruck einstellen. Der Luftdruck wird mit dem Barometer gemessen. 2 Streiche die falsche Aussage durch: Bei hohem Luftdruck ist die Luft mit (viel/ wenig) Luftmolekülen angereichert. Das Atmen fällt uns (leicht schwer). Es hat (viel wenig) Sauerstoff. Bei tiefem Luftruck ist die Luft mit (viel wenig) Luftmolekülen angereichert. Das Atmen fällt uns (leicht schwer). Je höher man geht, desto mehr weniger) Sauerstoff hat es. Zeichne im Skizzen den Verlauf des Luftdruck ein. Wo ist hoher Luftdruck und wo ist tiefer Luftdruck. Das Ozon Das Ozon (O3) ist eine chemische Verbindung aus drei Sauerstoffatomen. Die Atome sind die winzigen Bausteine, aus denen jeder Stoff auf der Erde und im Weltall aufgebaut ist. Unser Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen, ist eigentlich ein Sauerstoffmolekül, denn er besteht aus 2 Sauerstoffatomen. Die meisten Stoffe in der Natur bestehen nicht aus einzelnen Atomen sondern aus Molekülen, in denen sich mehrere Atome, meist unterschiedlicher Art, verbinden. Das Wassermolekül H2O zum Beispiel enthält 2 Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. 3 Im Ozon haben sich nun 3 Sauerstoffatome zusammengeschlossen. Daher besitzt das Ozon auch ganz andere Eigenschaften als der Sauerstoff, den wir atmen. Das Ozon hat einen ganz eigenen Geruch und ist giftig! Aber es hat auch noch eine nützliche Eigenschaft, die wir gleich kennen lernen werden. Die Ozonschicht Zwischen 20 und 30 Kilometern Höhe findet man besonders viele Ozonmoleküle. Deswegen nennt man diesen Bereich der Atmosphäre auch die Ozonschicht. Ohne die Ozonschicht in der oberen Atmosphäre würden viele Pflanzen und Tiere sterben und auch wir Menschen hätten mit schlimmen Krankheiten zu kämpfen. Das kommt daher, dass das Ozon einen Teil der Sonnenstrahlung ausfiltert. Die Sonne sendet nämlich nicht nur wärmendes und erhellendes Licht aus sondern auch noch unsichtbare Strahlen, die für Menschen, Tiere und Pflanzen schädlich sind! Das Ozon nimmt nun die schädlichen Strahlen auf man sagt es absorbiert sie und wandelt sie in unschädliche Wärme um. Die Ozonschicht ist so etwas wie eine große Sonnenbrille für die Erde. Warum ist die Ozonschicht so wichtig für uns? Was könnten die Folgen sein wenn ein Loch in der Ozonschicht entsteht (z.B. Australien) 4 Das Ozonloch Leider kann das Ozon aber auch von verschiedenen Stoffen zerstört werden. Eine wichtige Gruppe dieser Ozonzerstörer sind die Fluorchlorkohlenwasserstoffe kurz FCKW. Diese haben die Menschen jahrzehntelang zum Beispiel in Spraydosen und Kühlschränken benutzt, ohne zu wissen, dass sie dadurch die Ozonschicht zerstörten. Eine zweite wichtige Zerstörergruppe bildet das CO2, welches in Abgasen zu finden ist (Auto, Verbrennungen.) Erst vor 30 Jahren entdeckten Forscher auf Satellitenbildern ein riesiges Loch in der Ozonschicht über dem Südpol. Daraufhin haben die Politiker die schädlichen Stoffe verboten. Das Ozonloch ist jetzt zwar immer noch da. Aber man hofft, dass sich die Ozonschicht in den nächsten Jahren wieder erholt. Wie heissen die Ozonzerstörer? Ozon am Boden Vielleicht hast Du an einem Sommertag im Radio schon einmal eine Ozonwarnung gehört. Wie kann das sein? Das Ozon ist doch ein guter Stoff, der uns vor schädlichen Strahlen schützt!?! Nun, in der Ozonschicht ist das Ozon in der Tat für 5 die Menschen nützlich. Aber an heißen Sommertagen entsteht Ozon auch am Erdboden. Das bildet sich, wenn Autoabgase von Sonnenlicht beschienen werden und mit anderen Stoffen in der Luft chemisch reagieren. Da das Ozon giftig ist, solle man daher an Sommertagen nicht zu anstrengende Dinge im Freien unternehmen, damit man nicht zuviel von dem Ozon einatmet. Und auch die Pflanzen mögen das Ozon nicht und bekommen gelbe Blätter. Außerdem ist es sinnvoll, auf Autofahrten zu verzichten, denn das Ozon entsteht ja nur wegen der vielen Autoabgase. Nachts, wenn es dunkel ist, wird das Ozon am Erdboden übrigens wieder durch andere chemische Reaktionen abgebaut, so dass am nächsten Morgen die Luft wieder besser ist. Das Ozon ist also an der einen Stelle in großer Höhe von Nutzen für die Menschen und an anderer Stelle am Erdboden schädlich für die Menschen. Aber der Mensch hat es auch selbst in der Hand, die Ozonschicht zu schützen und die Bildung von Ozon am Boden zu vermeiden. Wie kann Ozon auf der Erde entstehen? Warum ist das Ozon am Boden gefährlich für Mensch und Tier? Warum sollte man möglichst wenig Autofahren? In welcher Jahreszeit und in welchen Gebieten der Erde ist die Produktion von Ozon besonders gross? Warum? Ist das Ozon allgemein für den Menschen nur schädlich? Wenn nicht, wo nützt es uns? 6 1. Betrachte das Diagramm der Atmosphäre. Beschreibe den Aufbau der Atmosphäre und überlege, worin die Gliederung in Troposphäre, Stratosphäre, Mesospähre, Thermosphäre und Exosphäre begründet sein könnte. 2. Was könnten die Ursachen des Temperaturverlaufs der Atmosphäre sein? 7 3. Lies die Definitionen und ordne ihnen die entsprechenden Titel zu: -Die Troposphäre -Die Stratosphäre -Die Mesospähre -Die Thermosphäre -Die Exosphäre Die In dieser Schicht wird der Sauerstoffanteil dünner. Der Mensch kann ohne Hilfe nicht mehr atmen. In dieser Schicht befindet sich die Ozonschicht, die uns vor den schädlichen UV-Strahlen schützt. Die Ozonschicht fängt nämlich die Sonnenstrahlen (UV) auf und lässt gerade mal soviel UV auf die Erde, dass wir nicht erfrieren. Der restliche Teil des UVs bleibt in dieser Schicht gefangen. Die In dieser Schicht konzentriert sich die Luft, die wir atmen. Das Wetter entsteht in dieser Schicht. Deshalb nennt man sie auch Wetterschicht. Sie ist nur 10-18km breit, was sehr dünn ist wenn man bedenkt dass der Durchmesser der Erde 12700km beträgt! Bei seiner oberen Grenze blasen die sogenannten Jet-Streams. Diese starken Winde nutzen die Piloten um ihre Flugzeuge mit möglichst wenig Antrieb zu fliegen. Die In dieser Schicht entstehen die Polarlichter. Sie wird erhitzt durch die UV-Strahlen in Verbindung mit Sauerstoff O. In dieser Schicht wird der Himmel «schwarz». Die In dieser Schicht sinkt die Temperatur von 10C auf –80C. Auch in dieser Schicht wird das UV bereits abgefangen. Die Diese Schicht geht ins unendliche Weltall rein. Deshalb auch der Name 8