Die Atmosphäre ist die gesamte Luftmasse, die sich von der Erdoberfläche nach oben ausdehnt. Sie besteht aus vielen Schichten, die unterste ist die so genannte Troposphäre. Sie ist die Schicht des Wettergeschehens, in ihr gibt es Wolken, Wind, Regen und viele andere Wettererscheinungen. Die Schicht über der Troposphäre ist die Stratosphäre. In dieser Schicht gibt es kein Wettergeschehen und die Temperatur bleibt auch mit zunehmender Höhe konstant. Die Grenze zwischen zwei dieser Schichten nennt man Pause - im Fall Troposphäre zu Stratosphäre ist dies dann die Tropopause. Mit den beiden unteren Schichten werden wir uns hier etwas näher beschäftigen, da eigentlich nur sie für Piloten von großem Interesse sind.
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Die Troposphäre ist die unterste der Schichten der Atmosphäre, in ihr verändern sich Werte wie Lufttemperatur, Dichte und Druck ständig - das zeigt uns der Wetterbericht alltäglich an.
So sinkt in der Troposphäre die Temperatur mit zunehmender Höhe linear ab, laut ICAO standard atmosphere (ISA) 6.5°C pro 1000m bzw. 2°C pro 1000ft Höhe. Luftdruck und Dichte halbiert sich, der Druck alle 5,5km und die Dichte alle 6 bis 6,5km.
Die Stratosphäre beginnt oberhalb der Tropopause und reicht bis in eine Höhe von ca. 55km. In ihr gibt es kein Wettergeschehen, einzig die Jetstreams sind in ihr beherbergt. Diese Höhenwinde werden in ihrem Strömungszentrum gut und gerne mehr als 500 km/h schnell. Diese Geschwindigkeit nutzen wir zum Beispiel bei Flügen über den Atlantik, die North Atlantik Tracks (NATs) werden soweit möglich nach den aktuellen Jetsreams geplant.
In der Stratosphäre verhält sich die Temperatur anders als in der Troposphäre. Bis ca. 20km bleibt sie konstant bei dem Wert, der in der Troposphäre erreicht wurde, also ca. -60°C. Ab 20km Höhe steig sie dann allerdings wieder bis ca. -3°C.
Da für Piloten die beiden unteren Schichten maßgeblich interessant sind können die oberen drei Schichten hier kurz und knapp zusammengefasst werden.Die Mesosphäre grenzt an die Stratosphäre und reicht somit von ca. 50km bis in ca. 80km Höhe. In ihr sinkt die Temperatur, die in der Stratosphäre vorher wieder zunahm, nun auf ca. -90°C.
Über der Mesosphäre liegt, getrennt durch die Mesopause, die Thermosphäre. Sie reicht bis ca. 500km in die Höhe. In ihr umkreist die ISS die Erde und auch die Spaceshuttles der NASA flogen in ihr um die Erde. Die Temperatur in der Thermosphäre steigt bis ca. 1100°C an.
Die Exosphäre ist die äußerste Schicht der Erdatmosphäre und beginnt bei ca. 500km Höhe.
Neben der Unterscheidung in den Schichten der Erdatmosphäre wird noch zwischen der Homosphäre und der Heterosphäre unterschieden. Dabei reicht die Homosphäre vom Boden bis in 100km Höhe, darüber beginnt dann die Heterosphäre.
In der Homosphäre ist die Durchmischung der Moleküle in der Luft nahezu gleichmäßig. Das bedeutet, dass sich die Bestandteile der Luft nicht nach ihrer Dichte übereinander absetzen sondern in ihrer Zusammensetzung als ein gefüge vorliegen. Ab 100km, bei Beginn der Heterosphäre ändert sich dies. So liegt der Sauerstoff in der Luft dann nicht mehr molekular sondern atomar vor (O₂ -> 2 O). Die geht soweit das in einer Höhe von 100km nur noch Wasserstoff und Helium vorkommen und der etwas schwerere Stickstoff sowie der Sauerstoff in Schichten darunter liegen.
Die Standardatmosphäre nach ICAO (ISA = ICAO standard atmosphere) ist eine Normung der Atmosphäre um z.B. Vergleiche von Luftfahrzeugkenndaten aufstellen zu können und um überall auf der Welt mit denselben Werten im Bezug auf das Wettbergeschen rechnen zu können.
Sie bezieht sich auf Meereshöhe am 45° Breitengrad.
Laut ISA herrschen:
| Druck auf NN | 1013,25 hPa (mBar) |
| Temperatur auf NN | 15°C |
| Temperaturabnahme | 0,65°C pro 100m bzw. 2°C pro 1000ft |
| Dichte der Luft | 1,225 kg/m³ |
| Relative Luftfeuchtigkeit | 0% |
| Höhe der Tropopause | 36000ft |
| Temperatur in der Tropopause | -56,5°C |
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