Atmosfæren – jordas usynlege livsrom

Atmosfæren er noko vi sjeldan tenkjer over, men som vi er heilt avhengige av, kvart einaste sekund. Han er usynleg, men livsnødvendig. Han gir oss luft å puste i, vernar oss mot farleg stråling, og skaper vêr og klima. I denne artikkelen skal vi utforske kva atmosfæren eigentleg er, korleis han fungerer, og kvifor han er så viktig for livet på jorda.

Accessibility icon Atmosfæren – jordas usynlege livsrom

Kva er atmosfæren?

Sjå for deg at du står ute ein tidleg morgon. Du kjenner vinden stryke over huda, kanskje lukta av regn i lufta, og sola er på veg opp over horisonten. Alt dette skjer i det vi kallar atmosfæren, det tynne laga med gassar som omgir jorda og gjer livet mogleg.

Atmosfæren er ikkje berre «luft». Han er eit dynamisk system som vernar oss, varmar oss, gir oss vêr og klima og som vi menneske påverkar meir enn nokon gong før. Han er både skjold og livsgrunnlag, og utan han ville jorda vore ein gold og livlaus steinplanet, anten glovarm som Venus eller iskald som Mars.

Men korleis fungerer atmosfæren eigentleg? Kvifor held han seg på plass? Og kva skjer i dei ulike laga? For å forstå klima, vêr og naturfarar, og for å kunne bruke energiressursar på ein berekraftig måte, må vi først forstå atmosfæren.

Forrige avsnitt

1 / 3

Neste avsnitt
Visuell fremstilling av jordas fem lag med atmosfære.
Visuell fremstilling av jordas fem lag med atmosfære.

Kvifor forsvinn ikkje lufta ut i verdsrommet?

Det kan verke rart at noko så lett og usynleg som luft ikkje berre forsvinn. Kvifor blir atmosfæren verande rundt jorda, i staden for å sive av garde ut i verdsrommet? Svaret er lett og fascinerande: det er tyngdekrafta.

Jorda er store og tunge, og ho trekkjer til seg alt med masse, også gassmolekyl. Det er derfor atmosfæren held seg på plass. Som fysikar Bjørn Samset seier til forskning.no: «Desse gassane kan ikkje stikke av så lenge det er ei jord som held dei på plass.»

Men det er faktisk ikkje heilt tett. Kvar dag forsvinn omtrent 90 tonn av atmosfæren ut i verdsrommet. Det høyrest dramatisk ut, men det er berre ein mikroskopisk del av heile luftlaget. Ifølgje forskarar ville det teke over 150 milliardar år før heile atmosfæren forsvann på denne måten, og innan den tid har sola for lengst gjort jorda ubueleg.

Korleis forsvinn lufta? Jo, sola sender ut energi og partiklar som varmar opp atmosfæren. I dei øvste laga, der lufta er tynn og luftmolekyla ligg langt frå kvarandre, kan nokre få molekyl få så mykje fart at dei rett og slett slepp unna jordas tyngdekraft. Dette skjer særleg over polområda, der jordas magnetfelt leier energien frå solvinden inn mot atmosfæren. Der blir det danna «fontener» av gass som siv ut i rommet som ein slags usynleg lekkasje.

Men heldigvis, det aller meste av lufta blir verande, og det er vi glade for. Atmosfæren er nemleg ikkje berre eit skal, han er eit system i konstant rørsle og balanse.

Forrige avsnitt

1 / 3

Neste avsnitt
Illustrasjon av jorden sett fra verdensrommet hvor man ser gravitasjonseffekten.
Illustrasjon av jorden sett fra verdensrommet hvor man ser gravitasjonseffekten.

Kva består atmosfæren av?

Atmosfæren er ei blanding av mange gassar, men dette er dei viktigaste:

  • Nitrogen (N₂ – 78 %)  – den mest vanlege gassen. Han er ganske passiv, men viktig for balansen.
  • Oksygen (O₂ – 21 %) – det vi treng for å puste og for at ting skal kunne brenne.
  • Argon (Ar – 0,93 %) – ein edelgass som ikkje reagerer med så mykje.
  • Karbondioksid (CO₂ – ca. 0,04 %) – finst i små mengder (rundt 0,04%), men har likevel stor betydning for klimaet.
  • Vassdamp (H₂O) – varierer mykje, men er heilt avgjerande for vêr og klima.

I tillegg finnes det sporgassar som metan, ozon og lystgass, samt aerosolar som støv, pollen, salt og forurensning. Desse små mengdene kan ha stor effekt, både på klima, helse og vêr.

Illustrasjon av hva luften inneholder.
Illustrasjon av hva luften inneholder.

Vassdamp – vêrmaskinens drivstoff

Vassdamp er spesielt viktig. Han varierer frå nesten null i kalde, tørre område til fleire prosent i tropane. Vassdamp er også ein kraftig drivhusgass, og han er med på å danne skyer og nedbør. Utan vassdamp ville vêret vore ganske kjedeleg, og jorda mykje kaldare.

Det er fordi vassdamp er sjølve drivstoffet i vêrmaskinen vår. Vassdamp er nemleg ein drivhusgass som held på varme, og han er heilt avgjerande for at det skal dannast konveksjon, altså at varm luft stig og kald luft søkk. Det er denne rørsla som lagar skyer, regn og snø.

Utan vassdamp ville himmelen vore stort sett skyfri, og vêret ville vore det same kvar dag, ingen regnbogar, ingen snøstormar og ingen dramatiske skyer. Berre blå himmel og stilleståande luft.

Regnbue og truende skyer over et jorde.
Regnbue og truende skyer over et jorde.

Lag på lag – atmosfærens struktur

Atmosfæren er ikkje éin jamn masse. Den er delt inn i lag, nesten som ein løk, og kvart lag har sine eigne eigenskapar. Laga skil seg frå kvarandre mellom anna ved korleis temperaturen endrar seg med høgda.

Troposfæren (0–12 km)

Dette er laget nærast bakken, og her skjer alt vêret. Skyer, regn, snø og vind. Temperaturen søkk med høgda, det blir altså kaldare di høgare opp du kjem, og lufta er tett og rik på vassdamp. Det er i troposfæren vi lever, og øvst i troposfæren flyg vanlege passasjerfly. Troposfæren inneheld omtrent 80 % av all lufta i atmosfæren.

Stratosfæren (12–50 km)

Over troposfæren ligg stratosfæren. Her finn vi mellom anna ozonlaget som vernar oss mot farleg UV-stråling frå sola. Temperaturen stig med høgda, det blir altså varmare di høgare opp vi kjem, fordi ozon absorberer solenergi. I dette laget er det mykje rolegare og nesten ikkje noko vêr. Når du skal fly langt, flyg du ofte i den nedre delen av stratosfæren for å unngå turbulens.

Eit laboratorium i høgda

Stratosfæren er ikkje berre eit roleg lag for flytrafikk, han er også eit viktig laboratorium for å forstå atmosfæren og klimaendringar. Her blir målingar utførte med vêrballongar og satellittsensorar som gir data om ozon, vassdamp, partiklar og stråling. Fordi stratosfæren er stabil og har lite vêr, eignar han seg godt til presise observasjonar over tid.

Forskarar bruker altså denne delen av atmosfæren til å overvake ozonlaget, studere effekten av vulkanutbrot og analysere korleis menneskeskapte utslepp påverkar klimaet.

Forrige avsnitt

1 / 4

Neste avsnitt
Jordas lag med atmosfære.
Jordas lag med atmosfære.

Mesosfæren (50–80 km)

Her blir det kaldt, faktisk den kaldaste staden i atmosfæren, med temperaturar ned mot –90 °C. Det er her meteorar brenn opp når dei treffer lufta, og desse kan vi sjå som stjerneskot på himmelen.

Bilde av meteorer i mesosfæren
Bilde av meteorer i mesosfæren

Termosfæren (80–700 km)

I dette laget stig temperaturen igjen, opp mot 1500 °C, men lufta er så tynn at det ikkje kjennest varmt. Det er her nordlyset dansar, og det det er her den internasjonale romstasjonen ISS går i bane. Vêrsatellittar, telekomsatellittar og GPS-satellittar går også i bane her. Termosfæren overlappar med ionosfæren, som er viktig for radiokommunikasjon.

Jorda fra Termosfæren med nordlys og satelitt. Boble på bilde: Visste du at thermo er gresk og betyr varme?
Jorda fra Termosfæren med nordlys og satelitt. Boble på bilde: Visste du at thermo er gresk og betyr varme?

Eksosfæren (700–10 000 km)

Dette er det ytste laget, der atmosfæren gradvis går over i verdsrommet. Her er det så få molekyl at dei kan bevege seg hundrevis av kilometer utan å kollidere med kvarandre. Nokre slepp også unna og blir ein del av verdsrommet.

I eksosfæren finn vi GPS-satellittar som gir nøyaktig posisjon til mobiltelefonar, bilar, fly og skip – og som er heilt avgjerande for navigasjon. Høgare oppe, i det som blir kalla GEO – Geostationary Earth Orbit, finn vi stilleståande satellittar som blir brukte til TV-sendingar og vêrvarsling.

Over omtrent 100 kilometers høgd finn vi det som ofte blir rekna som grensa til verdsrommet – Kármánlinja. Dette er ikkje ei fysisk grense, men ei definert høgd der atmosfæren blir så tynn at vanlege fly ikkje lenger kan halde seg oppe med aerodynamisk løft.

Forrige avsnitt

1 / 3

Neste avsnitt
Satelitt som kretser rundt jorda fra verdensrommet, eksosfæren.
Satelitt som kretser rundt jorda fra verdensrommet, eksosfæren.

Trykk, tettleik og temperatur – atmosfærens fysiske eigenskapar

Atmosfæren er i stadig endring, og for å forstå korleis han fungerer, må vi kjenne til tre grunnleggjande eigenskapar: lufttrykk, tettleik og temperatur. Desse heng tett saman, men beskriv ulike sider ved lufta rundt oss.

Lufttrykk – vekta av atmosfæren over deg

Lufttrykk er det trykket som lufta utøvar på alt ho omgir, inkludert deg. Det kjem av at luft har mykje vekt, og derfor blir trekt ned mot jorda av tyngdekrafta. Sjølv om vi ikkje ser det, veg lufta over oss fleire tonn!

Ved havnivå er lufttrykket høgast, fordi heile atmosfæren pressar nedover. Di høgare opp du kjem, dess mindre luft er det over deg, og dermed lågare trykk.

På toppen av Mount Everest er lufttrykket berre omtrent ein tredel av det vi har ved havnivå. Det betyr at det er færre luftmolekyl som pressar på kroppen din, og færre molekyl å puste inn.

Forrige avsnitt

1 / 3

Neste avsnitt
Sherpa som bærer oksygenflasker opp til foten av de høye fjellene.
Sherpa som bærer oksygenflasker opp til foten av de høye fjellene.

Tettleik – kor tett luftmolekyla ligg

Tettleik handlar om kor mange luftmolekyl det er i eit gitt volum. Når vi seier at lufta er «tynn» i høgda, meiner vi at det er færre molekyl per kubikkmeter. Ved bakken er lufta tettpakka med molekyl, hovudsakleg nitrogen (N₂) og oksygen (O₂), men også argon, karbondioksid og vassdamp.

Når du bevegar deg oppover i atmosfæren, søkk både trykket og tettleiken. Det er derfor det blir vanskelegare å puste i høgda: Det er ikkje fordi oksygenet forsvinn, men fordi det er færre oksygenmolekyl i kvar innanding. Lungene må jobbe hardare for å hente ut nok oksygen til kroppen. Det er også derfor fly må ha trykkabin, elles ville passasjerane fått problem med å puste.

Forrige avsnitt

1 / 2

Neste avsnitt
Flyvinge i solnedgang
Flyvinge i solnedgang

Temperatur – kor mykje molekyla bevegar seg

Temperatur handlar eigentleg om kor mykje rørsleenergi luftmolekyla har. Når molekyla bevegar seg raskt, er temperaturen høg. Når dei bevegar seg sakte, er temperaturen låg.

Det er altså ikkje temperaturen i seg sjølv vi måler, men kor mykje molekyla «dansar rundt» i lufta.

I troposfæren, der vi bur, søkk temperaturen med høgda, omtrent 6,5 grader per kilometer. Det er derfor det er kaldt på fjelltoppar. Det er fordi sola varmar opp jordoverflata, og det er denne varmen som igjen varmar opp lufta nedanfrå. Di lenger unna bakken du kjem, dess kaldare blir det.

Men høgare opp skjer det noko rart: I stratosfæren stig temperaturen igjen. Det kjem av at ozonlaget absorberer UV-stråling frå sola. UV-stråling er faktisk svært energirik, og når ozonmolekyla tek opp denne energien, blir lufta varma opp.

I termosfæren stig temperaturen endå meir, men her er det oksygen- og nitrogenmolekyl som absorberer ekstremt energirik stråling frå sola. Her blir det fleire tusen grader, så det er litt av ein termos! Dette er røntgen- og UV-stråling med kort bølgjelengde.

Så kvifor er det varmare i termosfæren enn i stratosfæren? Det handlar både om typen stråling og kva molekyl som tek strålinga opp. Oksygen og nitrogen i termosfæren tek opp meir energirik stråling enn ozon gjer i stratosfæren, og derfor blir temperaturen høgare. Likevel er lufta så tynn at det ikkje ville kjennast varmt for oss. Det er som å vere i ei varm badstove med nesten ingen damp, du merkar det knapt.

Forrige avsnitt

1 / 4

Neste avsnitt
Modell av gassmolekyler
Modell av gassmolekyler

Atmosfæren i endring – menneskets fotavtrykk

Atmosfæren har eksistert i milliardar av år, men dei siste par hundre åra har vi menneske byrja å setje tydelege spor. Vi slepper ut store mengder klimagassar, som endrar balansen i atmosfæren og påverkar klimaet på jorda.

Den viktigaste klimagassen vi menneske bidreg med, er karbondioksid (CO₂). Den kjem frå forbrenning av kol, olje og gass, altså fossile brensel. CO₂ finst naturleg i atmosfæren, men nivåa har auka dramatisk sidan den industrielle revolusjonen. I dag er konsentrasjonen over 420 ppm (parts per million), noko som er meir enn 50 % høgare enn før vi byrja å bruke fossilt brensel i stor skala.

Andre viktige klimagassar er metan (CH₄), som mellom anna kjem frå husdyr og risdyrking, og lystgass (N₂O) som blir sleppte ut frå kunstgjødsel og industri. Desse gassane er mykje kraftigare enn CO₂ per molekyl, sjølv om dei finst i mindre mengder.

Klimagassane forsterkar drivhuseffekten, ein naturleg prosess som gjer at jorda held på varmen. Utan drivhuseffekten ville gjennomsnittstemperaturen på jorda vore rundt –18 °C, men med for mykje drivhusgassar blir det for varmt. Det er som å leggje på eit ekstra teppe – til slutt blir det ubehageleg.

Ifølgje FNs meteorologiorganisasjon (WMO) er vi på veg mot temperaturaukar som overstig måla i Paris-avtalen. Det betyr meir ekstremvêr, hetebølgjer, tørke, flaum og havnivåstigning, og Europa er blant dei områda som blir varma opp raskast.

Men det finst også lyspunkt. Ozonlaget, som tidlegare var trua av klorfluorkarbon (KFK-gassar), er i ferd med å reparere seg etter internasjonale avtalar som Montreal-protokollen. Det viser at vi kan gjere ein forskjell om vi handlar i tide.

Forrige avsnitt

1 / 5

Neste avsnitt

Eit skjold vi må forstå og ta vare på

Atmosfæren er meir enn berre luft. Han er eit levande system som er i konstant rørsle, i samspel med havet, sola og jorda sjølv. Han vernar oss mot farleg stråling, held på varmen og gir oss vêr og klima, og nettopp dette gjer det mogleg å leve på jorda.

Men atmosfæren er også sårbar. Han reagerer på det vi gjer; på utslepp, avskoging, forureining og endringar i arealbruk. Alt det vi gjer i dag, påverkar korleis atmosfæren vil fungere i framtida.

 

Derfor er det viktig at vi forstår atmosfæren. Ikkje berre for å kunne føreseie vêret eller forstå klimaendringar, men for å kunne ta kloke val. For å kunne bruke energiressursar på ein berekraftig måte. For å kunne vurdere risiko ved naturfarar. Og for å kunne leve i balanse med planeten vår.

Om du vil lese meir om korleis sola set atmosfæren i rørsle, og korleis dette skaper vind, vêr og klima over heile jorda, kan du gå til artikkelen: Atmosfæren i rørsle. 

Forrige avsnitt

1 / 2

Neste avsnitt
Temperatur på jorda
Temperatur på jorda

Kjelder:

Forskning.no. (2021). Hvorfor forsvinner ikke all lufta ut i verdensrommet? https://www.forskning.no/romforskning/hvorfor-forsvinner-ikke-all-lufta-ut-i-verdensrommet/1863284

Miljødirektoratet. (u.å.). Klimagasser og klimasystemet. Henta frå: https://www.miljodirektoratet.no/ansvarsomrader/klima/fns-klimapanel-ipcc/dette-sier-fns-klimapanel/sjette-hovedrapport/klimagasser-og-klimasystemet/

Met office What are the layers of the atmosphere Henta frå: https://www.youtube.com/watch?v=LPHF323XlWw

NASA Earth Observatory (2011) The Carbon Cycle Henta frå: https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle

Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC (2023) Climate Change 2023: Synthesis Report. Intergovernmental Panel on Climate Change. https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/

Store norske leksikon. (u.å.). Atmosfæren. Henta frå: https://snl.no/atmosf%C3%A6ren

Close Icon

Loading...