Hallo,
Ozon besteht bekanntlich aus 3 Sauerstoffatomen. Damit ist es schwerer
als die weiter unten in den Luftschichten vorkommenden Verbindungen
Sauerstoff und Stickstoff. Warum fällt es nicht runter, und warum
steigt es erst einmal hoch? Gibt es noch mehr Verbindungen (z.B. FCKW)
die seltsamerweise da oben rum schwirren obwohl sie zu schwer sind?
Grüße
Ludwig
Hallo
Warum fällt es nicht runter, und warum
steigt es erst einmal hoch?
Es steigt nicht hoch, sondern entsteht dort oben.
Michael
Aus Sauerstoff? Okay, warum hält es sich aber dann? Es ist doch
schwerer.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Aus Sauerstoff? Okay, warum hält es sich aber dann? Es ist
doch
schwerer.
Die Ozonschicht funktioniert so, daß Ozon in der Stratosphäre durch UV-Strahlung zerlegt wird (und so die Erdoberfläche vor harter UV-Strahlung schützt) und sich dort (aus O2-Molekülen und Sauerstoffradikalen) wieder neu bildet. Ozon ist sozusagen ein Katalysator bei der Neutralisierung von harter UV-Strahlung. Das Ozon hat also gar nicht die Zeit (um es unwissenschaftlich auszudrücken), um aufgrund der höheren Dichte zum Erdboden zu sinken.
Gruß,
Christian
Hallo Ludwig,
Ozon besteht bekanntlich aus 3 Sauerstoffatomen. Damit ist es
schwerer als die weiter unten in den Luftschichten vorkommenden
Verbindungen Sauerstoff und Stickstoff. Warum fällt es nicht
runter,
die Atmosphäre ist so turbulent, dass Sedimentation aufgrund verschiedener Molekülgewichte bis etwa 80km Höhe keine Rolle spielt. Diese unteren 80km der Atmosphäre nennt man aus diesem Grund auch Turbosphäre. Genau hier geht die vertikale Durchmischung durch Transportprozesse sehr viel schneller als die ganz langsame Sedimentation der schweren Moleküle nach unten.
Eine Folge aus dieser Tatsache ist, dass alle Gase, die chemisch lang genug leben, in der Turbosphäre gut durchmischt und daher mit konstanten Mischungsverhältnissen vorkommen. So ist zum Beispiel auch der CO2-Anteil in den unteren paar zehn Kilometern der Atmosphäre recht konstant, obwohl es ja auch viel schwerer als N2 oder O2 ist und es zudem noch nur am Erdboden erzeugt wird - das ist auch wirklich gut so, sonst würden wir hier unten in einer dicken Schicht reinen CO2 ersticken.
und warum
steigt es erst einmal hoch?
Tut es nicht. Das Ozon der Ozonschicht wird dort oben lokal erzeugt und zerstört und diese chemischen Prozesse sind schneller als die vertikale Durchmischung.
Also nochmal zusammengefasst:
Für Ozon: Chemie schnell gegenüber vertikaler Durchmischung, diese wiederum schnell gegenüber Sedimentation aufgrund des höheren Molekülgewichts.
Und jetzt also die Preisfrage: Was würde passieren, wenn jetzt jemand die Ozonchemie (Produktion und Abbau) schlagartig abschalten würde ?
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=> Das vorhandene Ozon würde sich gleichmäßig in den unteren 80km der Atmosphäre verteilen, aber nicht zum Erdboden absinken !
Beste Grüße,
Markus
die Atmosphäre ist so turbulent, dass Sedimentation aufgrund
verschiedener Molekülgewichte bis etwa 80km Höhe keine Rolle
spielt. Diese unteren 80km der Atmosphäre nennt man aus diesem
Grund auch Turbosphäre. Genau hier geht die vertikale
Durchmischung durch Transportprozesse sehr viel schneller als
die ganz langsame Sedimentation der schweren Moleküle nach
unten.Eine Folge aus dieser Tatsache ist, dass alle Gase, die
chemisch lang genug leben, in der Turbosphäre gut durchmischt
und daher mit konstanten Mischungsverhältnissen vorkommen. So
ist zum Beispiel auch der CO2-Anteil in den unteren paar zehn
Kilometern der Atmosphäre recht konstant, obwohl es ja auch
viel schwerer als N2 oder O2 ist und es zudem noch nur am
Erdboden erzeugt wird - das ist auch wirklich gut so, sonst
würden wir hier unten in einer dicken Schicht reinen CO2
ersticken.Also nochmal zusammengefasst:
Für Ozon: Chemie schnell gegenüber vertikaler Durchmischung,
diese wiederum schnell gegenüber Sedimentation aufgrund des
höheren Molekülgewichts.
Vielen Dank! Da kommt mir aber dann gleich die nächste Frage. Die
Turbosphäre ist also ein dynamisches System, das sich immer wieder
druchmischt. Das Ozon bildet eine, ebenfalls eher dynamische Schicht
oberhalb in der Stratosphäre. Wie kommt das FCKW dort hin? Das ist
doch Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff. Also auch recht schwer. Und das
wird nicht da oben gebildet.
Das mit dem CO2, was du erwähntest, hab ich auch noch nie so gehört.
In allen Darstellungen wird es als eine Schicht im oberen Teil der
Atmosphäre dargestellt, hat meiner physikalisch ungebildeten Ansicht
aber genau die gleichen Gewichtsprobleme.
Ludwig
Hallo,
Vielen Dank! Da kommt mir aber dann gleich die nächste Frage.
Die
Turbosphäre ist also ein dynamisches System, das sich immer
wieder
druchmischt. Das Ozon bildet eine, ebenfalls eher dynamische
Schicht
oberhalb in der Stratosphäre. Wie kommt das FCKW dort hin?
durch die natürlichen Bewegungen (d.h. Durchmischung) in der Atmosphäre. Bis die FCKW die Stratosphäre erreichten, dauerte es rd. 30 Jahre bis zum Einsetzen des Ozonvernichtungseffektes. Entsprechend lange wird es nach Verbot der Verwendung dauern, bis keine FCKW mehr in der Stratosphäre eintreffen.
Noch einmal als Wiederholung: Die Ozonschicht ist keine abgetrennte Schicht in der Atmosphäre, sondern ein Bereich von rd. 30 Kilometern Höhe mit erhöhter Ozonkonzentration, was wiederum daran liegt, daß es diese Schicht ist, in der die verschiedenen Reaktionen stattfinden, d.h. Aufspaltung durch UV-Licht und Neubildung aus den „Trümmern“.
Gruß,
Christian
Hallo!
In allen Darstellungen wird es als eine Schicht im oberen Teil
der
Atmosphäre dargestellt, hat meiner physikalisch ungebildeten
Ansicht
aber genau die gleichen Gewichtsprobleme.
Das wiederum habe ich noch nie gehört. Wo hast Du denn das gelesen? (Oder bringst Du gerade nur Treibhauseffekt und Ozonschicht durcheinander?)
Michael
Hi Ludwig,
Wie kommt das FCKW dort hin?
Auch wieder durch die diversen Transportvorgänge in der Atmosphäre, die zusammengenommen als effektive Durchmischung wirken. Wenn du einen Batzen Teig nur von oben mit Rosinen bestreust und dann gut durchknetest sind die Rosinen auch irgendwann überall im Teig gleichmäßig verteilt - und dass obwohl sie sogar leichter sind als der Teig. Die Atmosphäre wird halt durch Winde und großräumige Zirkulationszellen ausreichend schnell geknetet, um alles was chemisch lange lebt, gleichmäßig zu verteilen.
Das ist
doch Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff. Also auch recht schwer.
Und das wird nicht da oben gebildet.
Stimmt. Es wird dort oben sogar abgebaut. Es lebt da oben also nicht lange genug, um die gleichmäßige Verteilung zuzulassen. Ab der mittleren Stratosphäre aufwärts haben wir fast keine FCKWs mehr in der Luft. Aber nicht, weil sie aufgrund ihres Gewichts da nicht hinkommen, sondern weil sie da kaputt gehen. Und die Bruchstücke zerstören dann das Ozon. FCKWs selber tun dem Ozon nämlich nichts.
Das mit dem CO2, was du erwähntest, hab ich auch noch nie so
gehört. In allen Darstellungen wird es als eine Schicht im
oberen Teil der Atmosphäre dargestellt,
Falsche Darstellungen gibt es leider verdammt viele - solche habe ich auch schon gesehen, sogar in Al Gores Film „Eine unbequeme Wahrheit“. Die Illustratoren, die sowas zeichnen, denken sich wahrscheinlich, es sei besser verständlich, wenn man CO2 als eine schöne kompakte Schicht um die Erde legt. Auch der Begriff Treibhaus ist dann irgendwie augenfälliger. Ist aber natürlich trotzdem Unsinn. Aufgrund seiner langen Lebensdauer ist CO2 ein „well mixed greenhouse gas“. Es ist also praktisch gleichmäßig in den unteren paar zehn Kilometern der Atmosphäre verteilt.
hat meiner physikalisch ungebildeten
Ansicht
aber genau die gleichen Gewichtsprobleme.
Nochmal: Molekülgewichte spielen für die Verteilung von Gasen in der Atmosphäre keine Rolle. Die Sedimentation ist viel langsamer als die vertikale Durchmischung - in der Atmosphäre setzt sich nichts ab.
Beste Grüße,
Markus
Dankeschön, das war eine gute Erklärung o.w.T.
kein Text
um weieviel Ozon handelt es sich denn eigentlich?
Hallo Christian,
exc schreibte:
Noch einmal als Wiederholung: Die Ozonschicht ist keine
abgetrennte Schicht in der Atmosphäre, sondern ein Bereich von
rd. 30 Kilometern Höhe mit erhöhter Ozonkonzentration, was
wiederum daran liegt, daß es diese Schicht ist, in der die
verschiedenen Reaktionen stattfinden, d.h. Aufspaltung durch
UV-Licht und Neubildung aus den „Trümmern“.
was ich als tumber Biologe schon immer mal wissen wollte: um welche Mengen von Ozon handelt es sich denn eigentlich in der oberen Atmosphäre? Das müsste doch bekannt sein, oder?
und um wie hoch ist denn die Bildungs- bzw Spaltungsrate druch die UV-Stahlung?
diese beiden Fragen verweisen ursprünglich auf eine IMHO clevere Kinderfrage, die ich nicht beantworten konnte: „Könnte nicht jedes Flugzeug einen Tank voll Ozon von der Erde mit nach oben nehmen und während des Fluges versprühen?“
gruss
yps
Hallo,
was ich als tumber Biologe schon immer mal wissen wollte: um
welche Mengen von Ozon handelt es sich denn eigentlich in der
oberen Atmosphäre? Das müsste doch bekannt sein, oder?
ich habe gerade mal ein bißchen gestöbert und allein für das Ozonloch am Südpol einen Abbau von rd. 40 Mio. Tonnen gefunden. Auf die gesamte Atmospphäre gerechnet, dürften da schon einige zig Mrd. Tonnen zusammenkommen. Damit dürfte sich dann auch die Frage erledigt haben:
diese beiden Fragen verweisen ursprünglich auf eine IMHO
clevere Kinderfrage, die ich nicht beantworten konnte: „Könnte
nicht jedes Flugzeug einen Tank voll Ozon von der Erde mit
nach oben nehmen und während des Fluges versprühen?“
Gruß,
Christian