Thema des Tages

Die Außenkugel

Unsere Atmosphäre ist kompliziert und vielschichtig. Im Thema des Tages vom 17.10.2025 haben wir ihren Aufbau kennengelernt. Nachdem schon die anderen vier Schichten in Themen des Tages etwas näher betrachtet worden sind, beenden wir die Reihe heute mit der obersten Schicht: Der Exosphäre. Es geht um hohe Temperaturen, die sich kalt anfühlen, eine "Fluchtgeschwindigkeit" und verlorene Teilchen.

Unsere Atmosphäre... eine Gasschicht, die unsere Erde vom Weltraum trennt. Bei genauerer Betrachtung stellt sich heraus, dass sie einen speziellen vertikalen Aufbau besitzt. Im Thema des Tages vom 17.10.2025 wurde schon ein kurzer Überblick über die atmosphärischen Schichten gegeben. Dem Aufbau der Atmosphäre folgend, ist nun nach Betrachtung der Tropo-, Strato- und Meso- und Thermosphäre in einzelnen Themen des Tages als letzte die Exosphäre an der Reihe.

Die Exosphäre befindet sich oberhalb der Thermopause und stellt die äußerste Schicht der Atmosphäre dar. Der Name leitet sich dementsprechend von den griechischen Worten "exo" - außen/außerhalb und "sphaira" - Kugel ab. Die Grenzen dieser Schicht sind nicht ganz klar definiert. Allgemein schließt sie an den Oberrand der Thermosphäre bzw. Thermopause in einer Höhe von etwa 600 km an. Für den fließenden Übergang zum Weltall hin, gibt es sehr unterschiedliche Höhenangaben. Dabei wird eine Spanne von 10.000 km bis zu 630.000 km angegeben. Um diese riesigen Zahlen einordnen zu können eine kleine Randnotiz: Unser Mond befindet sich etwa in einem Abstand von etwa 385.000 km zu der Erdoberfläche. Das bedeutet folglich, dass in manch einer Exosphärendarstellung der Mond weit innerhalb unserer Atmosphäre liegt.

Durch die unmittelbar eintreffende energiereiche Sonneneinstrahlung, liegt die vorherrschende Temperatur oft über 1000 °C, kann aber auch deutlich darunter liegen. Der Grund für diese große Spanne liegt darin, dass die Sonnenaktivität ähnlich wie in der Thermosphäre einen enormen Einfluss hat. Dadurch, dass die Luft noch dünner als in der darunter liegenden Schicht ist, kann hier natürlich ebenso wenig der uns geläufige Temperaturbegriff angewandt werden. Die Temperatur bezieht sich demnach nur auf die mittlere Bewegungsenergie der (wenigen) Teilchen. Gefühlt ist es dort oben eiskalt und nicht heiß.

Die geringe Anzahl an Teilchen hat einen weiteren Effekt. Zusammenstöße von zwei Teilchen sind sehr unwahrscheinlich und dadurch auch ihre Bremswirkung. Leichte Teilchen mit ausreichend großer Geschwindigkeit (Überschreiten der Fluchtgeschwindigkeit) können das Gravitationsfeld der Erde in den Weltraum verlassen. Dieser atmosphärische Verlust wird auch als "Jeans Escape" (Jeans-Verlust) bezeichnet. Zusammen mit anderen Arten des Masseverlusts verliert die Atmosphäre pro Sekunde etwa 3 kg Wasserstoff. Schwerere Teilchen sind davon weit weniger betroffen und können durch die Gravitation gehalten werden.

Nun ist es soweit, mit der Exosphäre haben wir den Rundgang durch den Aufbau unserer Atmosphäre abgeschlossen. Unser Wetter spielt sich in der untersten Schicht ab, darüber werden wir durch Ozon vor gefährlicher Sonnenstrahlung geschützt. In der Mesosphäre finden sich leuchtende Nachtwolken und in der Thermosphäre spektakuläre Polarlichter. Die Exosphäre reicht bis in gewaltige Höhen und markiert den fließenden Übergang zum Weltall. Gleichzeitig ermöglicht dieses Meisterwerk verschiedener miteinander interagierender Schichten erst unser aller Leben und ist das nicht einfach unglaublich faszinierend?

M.Sc. Fabian Chow

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 08.01.2026

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