Mesosphäre

Mesosphäre, Schicht der Erdatmosphäre, die sich zwischen 50 und 80 Kilometer Höhe über der Erdoberfläche befindet. Sie liegt oberhalb der Stratosphäre und unterhalb der Thermosphäre (Ionosphäre). Stratosphäre und Mesosphäre werden auch zur so genannten mittleren Atmosphäre zusammengefasst. Die Grenzschicht zwischen Stratosphäre und Mesosphäre ist die Stratopause, die Grenzschicht zwischen Mesosphäre und Thermosphäre ist die Mesopause.

Die Mesosphäre enthält nur etwa 0,1 Prozent der gesamten Masse der Atmosphäre unterhalb von 80 Kilometer Höhe. Dennoch spielt sie eine wichtige Rolle, weil in ihr die Ionisierung bestimmter Gase und wichtige chemische Reaktionen ablaufen. Die mittlere Atmosphäre hat dieselben Bestandteile wie die Troposphäre (im Wesentlichen Stickstoff und Sauerstoff). Daneben enthält sie kleinere Anteile anderer Gase, die aber sehr wichtig sind. Hier ist vor allem das Ozon zu nennen. Dieses Gas, eine Form des Sauerstoffs, hat seine größte Konzentration zwar in der Stratosphäre, bewirkt aber bis in die Mesosphäre eine Aufheizung durch die Sonneneinstrahlung. Das Maximum der Temperatur liegt in der Stratopause und nimmt dann wieder mit der Höhe rasch ab. Die Mesosphäre ist insgesamt durch einen steilen Temperaturabfall mit der Höhe charakterisiert. In der Mesopause wird mit -80 °C das absolute Temperaturminimum der Atmosphäre erreicht.

Die Dichte beträgt in der Stratopause nur rund 1 Gramm pro Kubikmeter und ist damit 1 000-mal geringer als die Dichte der Luft auf Meereshöhe; in der Mesopause ist sie noch 100-mal geringer. Das führt dazu, dass in der Mesosphäre atmosphärische Turbulenzen und Strömungen auftreten, die räumlich und zeitlich sehr ausgedehnt sind. Sie bewirken eine schnelle Durchmischung der Gase, die aus der unteren Atmosphäre aufsteigen.

Zur Mesosphäre gehört auch die D-Schicht; hier setzt die Ionisierung molekularen Sauerstoffs (O₂) und atomaren Sauerstoffs (O) Elektronen frei. Diese Ionisierung wird vor allem durch die Sonnenstrahlung bewirkt; in der Nacht tritt sie daher nicht ein. Unter anderem deshalb ist in bestimmten Wellenlängenbereichen der Radioempfang nachts deutlich besser.