---
title: "De atmosfeer"
book: "Aard- en ruimtewetenschappen basisschool en onderbouw"
subject: earth
language: nl
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/23-de-atmosfeer
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Earth and Space Sciences Book, One Course (one-course.com)"
---

# Hoofdstuk 23 — De atmosfeer

Op een [weerstation](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-weather-station) loopt een meteoroloog vlak voor het afgesproken uur het grasveld op met een ballon gevuld met waterstof of helium, ongeveer $1.5\,\mathrm{m}$ in doorsnee. Daaronder hangen aan een lang touw een kleine oranje parachute en een instrumentkastje van 60 tot 80 gram: een *radiosonde*. Ze laat los. De ballon stijgt ongeveer $300\,\mathrm{m}$ per minuut, en elke seconde zendt de radiosonde de druk, de temperatuur, de luchtvochtigheid en haar positie door. Terwijl de ballon stijgt, zwelt hij op, tot hij 6 tot $8\,\mathrm{m}$ in doorsnee is en knapt, vaak meer dan $30\,\mathrm{km}$ hoog, twee uur na de lancering. Op dezelfde uren van elke dag speelt hetzelfde tafereel zich af op meer dan 800 stations over de hele wereld.

![Een weerballon wordt opgelaten in Topeka, Kansas (Verenigde Staten): de parachute (rood) en de radiosonde hangen onder de ballon. Foto van Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (publiek domein, via Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-285d5cf97bae.jpg)

*Een weerballon wordt opgelaten in Topeka, Kansas (Verenigde Staten): de parachute (rood) en de radiosonde hangen onder de ballon. Foto van Stephen Corfidi, NOAA/National Weather Service (publiek domein, via Wikimedia Commons).*

Waarom zwelt de ballon op terwijl hij stijgt? Wat meet de radiosonde op weg naar boven, en waarom blijft de temperatuur niet gewoon [dalen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform)? Waar houdt de lucht op?

**Wat je al weet.**

De *atmosfeer* is de laag lucht rond de Aarde. Lucht drukt op alles wat ze raakt: dat is de *luchtdruk*, gemeten met een barometer (de natuurkundeboeken). Weerdiensten geven hem in hectopascal (hPa); op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) is hij ongeveer $1013\,\mathrm{hPa}$. Droge lucht bestaat voor ongeveer 78 % uit stikstof en 21 % uit zuurstof, met een beetje argon, koolstofdioxide en andere gassen (de scheikundeboeken). [Wolken](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-cloud) bestaan uit piepkleine waterdruppeltjes of ijskristallen ([Hoofdstuk 7](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#ch-g4-clouds-rain-snow)).

## 23.1 Een dun omhulsel

Gezien vanuit het Internationale Ruimtestation is de atmosfeer een dunne gloeiende lijn langs de rand van de Aarde. Het grootste deel van de lucht, en bijna alle [wolken](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), bevinden zich in de onderste paar kilometers.

![De rand van de Aarde bij zonsondergang, gefotografeerd vanuit het Internationale Ruimtestation boven de Indische Oceaan op 14 juni 2010. De oranje en gele band is de onderste laag van de atmosfeer, met haar donkere wolken; daarboven komen lichtere en dan blauwe lagen, die overgaan in het zwart van de ruimte. Foto van NASA, ISS Expedition 23 (publiek domein, via Wikimedia Commons).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-3b0eebe350c9.jpg)

*De rand van de Aarde bij zonsondergang, gefotografeerd vanuit het Internationale Ruimtestation boven de Indische [Oceaan](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/3-water-op-aarde#def-g2-water-on-earth-ocean) op 14 juni 2010. De oranje en gele band is de onderste laag van de atmosfeer, met haar donkere [wolken](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-cloud); daarboven komen lichtere en dan blauwe lagen, die overgaan in het zwart van de ruimte. Foto van NASA, ISS Expedition 23 (publiek domein, via Wikimedia Commons).*

De atmosfeer heeft geen scherpe bovengrens: de lucht wordt met de hoogte steeds ijler. Volgens afspraak begint de ruimte op ongeveer $100\,\mathrm{km}$. Vergeleken met de straal van de Aarde, $6371\,\mathrm{km}$, is dat heel weinig: $100 \div
6371 \approx 0.016$, minder dan 2 % van de straal. Op een [globe](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-globe) van $30\,\mathrm{cm}$ doorsnee zou de hele atmosfeer een laagje van ongeveer $2\,\mathrm{mm}$ dik zijn.

![Een plak van de Aarde en haar atmosfeer op schaal getekend (1\, cm voor 100\, km), tot 100\, km, de rand van de ruimte (gestippeld). De gekleurde lijnen zijn de grenzen van de lagen die verderop in dit hoofdstuk aan bod komen; de onderste laag, waar al het weer zich afspeelt, is amper een millimeter dik.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-50ad9423566e.svg)

*Een plak van de Aarde en haar atmosfeer op schaal getekend ($1\,\mathrm{cm}$ voor $100\,\mathrm{km}$), tot $100\,\mathrm{km}$, de rand van de ruimte (gestippeld). De gekleurde lijnen zijn de grenzen van de lagen die verderop in dit hoofdstuk aan bod komen; de onderste laag, waar al het [weer](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/1-kijken-naar-het-weer#def-g1-watching-the-weather-weather) zich afspeelt, is amper een millimeter dik.*

## 23.2 De druk neemt af met de hoogte

De lucht onderin de atmosfeer draagt het gewicht van alle lucht erboven. Hoe hoger je klimt, hoe minder lucht er boven je overblijft, en hoe lager de druk. In het standaardmodel van de atmosfeer dat meteorologen en ingenieurs gebruiken, is de druk op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) $1013\,\mathrm{hPa}$, op ongeveer $5.5\,\mathrm{km}$ de helft daarvan, en op ongeveer $10.3\,\mathrm{km}$ een kwart.

Omdat de druk het gewicht van de lucht erboven meet, is het niveau van de halve druk ook de hoogte waaronder de helft van alle lucht ligt: de helft van de atmosfeer is samengeperst in haar onderste $5.5\,\mathrm{km}$. Onder $11\,\mathrm{km}$ ligt ongeveer 78 % van de lucht, onder $30\,\mathrm{km}$ ongeveer 99 %.

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-58499c8721ad.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-d9a81db440df.svg)

*Druk tegen hoogte. De druk is op ongeveer $5.5\,\mathrm{km}$ de helft van zijn waarde op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude), op ongeveer $10.3\,\mathrm{km}$ een kwart.*

*De ballon zwelt op terwijl hij stijgt, omdat de lucht eromheen steeds minder hard drukt (ballonnen en parachutes onderling op schaal, het touw ingekort).*

Hoger blijft de druk [dalen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform), telkens met ongeveer de helft na een paar kilometer, zodat hij al snel heel klein wordt. Machten van tien zijn de beste manier om hem te schrijven. Op $30\,\mathrm{km}$ is de druk ongeveer $12\,\mathrm{hPa}$, ruwweg $10^{-2}$ van zijn waarde op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) (een honderdste); op $50\,\mathrm{km}$ ongeveer $0.8\,\mathrm{hPa}$, ruwweg $10^{-3}$; op $80\,\mathrm{km}$ ongeveer $0.01\,\mathrm{hPa}$, ruwweg $10^{-5}$ van de druk op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude).

![Klimmers op een heel hoge berg dragen zuurstofflessen mee. Op 9\, km is de druk minder dan een derde van zijn waarde op zeeniveau: de lucht bevat nog steeds 21 % zuurstof, maar elke ademteug neemt er veel minder van op (door AI gegenereerde illustratie van een algemene scène).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/img-382fb3e938cf.jpg)

*Klimmers op een heel hoge [berg](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform) dragen zuurstofflessen mee. Op $9\,\mathrm{km}$ is de druk minder dan een derde van zijn waarde op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude): de lucht bevat nog steeds 21 % zuurstof, maar elke ademteug neemt er veel minder van op (door AI gegenereerde illustratie van een algemene scène).*

## 23.3 Temperatuur en de lagen

Iedereen die een [berg](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform) heeft beklommen, weet dat de lucht met de hoogte kouder wordt. De radiosondes laten zien dat dit alleen in het onderste deel van de atmosfeer klopt. Hoger stopt de temperatuur met [dalen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform), dan stijgt ze, dan daalt ze weer, en dan stijgt ze nog eens. Deze veranderingen verdelen de atmosfeer in lagen.

![De temperatuur van de lucht tegen de hoogte, van de grond tot 100\, km, in de standaardatmosfeer (een gemiddelde voor de gematigde breedten). De vier lagen zijn ingekleurd; de groene balk geeft de hoogte van de ozonlaag aan.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/earth-1/g8-the-atmosphere/fig-d12cb079b7cb.svg)

*De temperatuur van de lucht tegen de hoogte, van de grond tot $100\,\mathrm{km}$, in de standaardatmosfeer (een gemiddelde voor de gematigde breedten). De vier lagen zijn ingekleurd; de groene balk geeft de hoogte van de [ozonlaag](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) aan.*

**Definitie 23.1 (De lagen van de atmosfeer).**

Van de grond af naar boven is de atmosfeer verdeeld in vier lagen, naar de manier waarop haar temperatuur met de hoogte verandert:

- de *troposfeer* , waar de temperatuur met de hoogte daalt en waar bijna al het [weer](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/1-kijken-naar-het-weer#def-g1-watching-the-weather-weather) zich afspeelt; haar bovengrens is de *tropopauze* ;
- de *stratosfeer* , waar de temperatuur met de hoogte stijgt, tot ongeveer $50\,\mathrm{km}$ ;
- de *mesosfeer* , waar de temperatuur weer daalt, tot ongeveer $85\,\mathrm{km}$ ;
- de *thermosfeer* , waar de heel ijle lucht met de hoogte steeds heter wordt.

De [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) bevat ongeveer 99 % van de waterdamp van de atmosfeer, dus vormen bijna alle [wolken](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-cloud), [regen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) en [sneeuw](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/7-wolken-regen-en-sneeuw#def-g4-clouds-rain-snow-precipitation) zich daarin. Haar lucht wordt voortdurend omgewoeld. De bovenkant van de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) ligt niet overal op dezelfde hoogte: de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) ligt het hoogst boven de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator), waar ze $20\,\mathrm{km}$ kan bereiken, en het laagst boven de [polen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-poles), waar ze in de winter tot $7\,\mathrm{km}$ kan zakken. Ze ligt ook hoger in de zomer dan in de winter. In de standaardatmosfeer, een gemiddelde voor de gematigde breedten, ligt ze op $11\,\mathrm{km}$.

**Definitie 23.2 (Verticale temperatuurgradiënt).**

De *verticale temperatuurgradiënt* is de snelheid waarmee de temperatuur van de lucht in de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) met de hoogte daalt, in graden Celsius per kilometer. Hij verandert van dag tot dag en van plaats tot plaats; de standaardatmosfeer gebruikt een gemiddelde van $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer.

**Methode 23.3 (Een temperatuurprofiel lezen).**

1. Zoek de hoogte op de verticale as en ga horizontaal naar de kromme; lees de temperatuur eronder af.
2. Waar de kromme naar boven toe naar links helt, koelt de lucht af met de hoogte; waar ze naar rechts helt, warmt de lucht op met de hoogte; waar ze verticaal staat, verandert de temperatuur niet.
3. De grenzen tussen de lagen liggen waar de kromme van richting verandert.

**Voorbeeld 23.4 (Een lijnvliegtuig op kruishoogte).**

Een lijnvliegtuig vliegt op $11\,\mathrm{km}$, bij de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers). Op het profiel is de temperatuur daar ongeveer $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. Met de temperatuurgradiënt: vanaf $15{}^{\circ}\mathrm{C}$ op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) koelt de lucht $6.5 \times 11 = 71.5$ graden af, wat $15 - 71.5 =
-56.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ geeft. Op de drukkromme is de druk ongeveer $227\,\mathrm{hPa}$, minder dan een kwart van de druk op de grond: de cabine moet onder druk worden gezet.

Boven de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers), in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), vinden lijnvliegtuigen een rustiger vlucht: de lucht daar wordt met de hoogte warmer, dus wordt ze niet van onderaf omgewoeld. In de [mesosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) verbranden de meeste meteoren, en aan haar bovenkant, rond $86\,\mathrm{km}$, bevindt zich de koudste lucht van de hele atmosfeer, ongeveer $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. In de [thermosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) verhitten de röntgenstraling en het ultraviolette licht van de Zon de heel ijle lucht tot honderden, soms duizenden graden; toch is er zo weinig lucht dat ze niet warm zou aanvoelen. Veel satellieten draaien daar om de Aarde.

## 23.4 De ozonlaag

De [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) wordt met de hoogte warmer omdat ze een deel van het zonlicht absorbeert. Het gas dat het meeste daarvan doet, is ozon, een vorm van zuurstof (de scheikunde ervan staat in de scheikundeboeken).

**Definitie 23.5 (Ozonlaag).**

De *ozonlaag* is het deel van de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), tussen ongeveer $16\,\mathrm{km}$ en $48\,\mathrm{km}$, waar ongeveer 90 % van het ozon van de atmosfeer zit. Ze absorbeert het grootste deel van het schadelijke ultraviolette licht van de Zon.

Zelfs in de [ozonlaag](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) is ozon zeldzaam: maar 1 tot 10 moleculen op een miljoen. Toch houdt het samen met zuurstof tussen 95 % en 99.9 % tegen van het ultraviolette licht dat de Aarde bereikt, ook de schadelijkste soorten. De energie die het absorbeert, wordt omgezet in warmte; daarom stijgt de temperatuur door de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) heen. Zonder de [ozonlaag](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) zou het ultraviolette licht dat de grond bereikt levende wezens schaden.

**In het veld — De weerballonnen volgen.**

Weerdiensten publiceren de metingen van hun radiosondes, vaak als een diagram van de temperatuur tegen de hoogte voor elke lancering. Zoek samen met een volwassene de peilingen op van het station dat het dichtst bij je ligt, gedaan om 00.00 of 12.00 uur UTC. Zoek de hoogte waar de temperatuur stopt met [dalen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform): dat is de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) op die dag. Vergelijk een peiling in de winter met een in de zomer.

## 23.5 Oefeningen

**Oefening 23.1 ★.**

Koppel elke laag aan haar beschrijving: [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [mesosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); [thermosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (a) De temperatuur stijgt met de hoogte en de [ozonlaag](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) bevindt zich daar. (b) Bijna al het [weer](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/1-kijken-naar-het-weer#def-g1-watching-the-weather-weather) speelt zich daar af. (c) De koudste lucht van de atmosfeer bevindt zich aan de bovenkant ervan. (d) De heel ijle lucht wordt tot honderden graden verhit; veel satellieten draaien daar.

**Oplossing van Oefening 23.1.**

(a) [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (b) [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (c) [mesosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers); (d) [thermosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Oefening 23.2 ★.**

Gebruik het temperatuurprofiel van de standaardatmosfeer. (a) Wat is de temperatuur op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude)? (b) Op $11\,\mathrm{km}$? (c) Op $50\,\mathrm{km}$? (d) Op $86\,\mathrm{km}$? (e) Tussen welke hoogten verandert de temperatuur niet?

**Oplossing van Oefening 23.2.**

(a) $15{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) Ongeveer $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) Ongeveer $-3{}^{\circ}\mathrm{C}$. (d) Ongeveer $-86{}^{\circ}\mathrm{C}$. (e) Van $11\,\mathrm{km}$ tot ongeveer $20\,\mathrm{km}$ (en over een paar kilometer rond $50\,\mathrm{km}$ en net boven $86\,\mathrm{km}$).

**Oefening 23.3 ★.**

Waar of niet waar? Verbeter de onware zinnen. (a) De temperatuur van de lucht daalt altijd met de hoogte. (b) De helft van alle lucht ligt onder ongeveer $5.5\,\mathrm{km}$. (c) De [ozonlaag](#def-g8-the-atmosphere-ozone-layer) bevindt zich in de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) De [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) ligt boven de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator) hoger dan boven de [polen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-poles).

**Oplossing van Oefening 23.3.**

(a) Niet waar: ze daalt in de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), stijgt in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), daalt in de [mesosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) en stijgt weer in de [thermosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) Waar. (c) Niet waar: ze bevindt zich in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) Waar.

**Oefening 23.4 ★.**

In welke laag bevindt elk van deze zich? (a) Een regenwolk. (b) Een lijnvliegtuig op $12\,\mathrm{km}$. (c) Een weerballon vlak voordat hij knapt, op $32\,\mathrm{km}$. (d) Een meteoor die op $75\,\mathrm{km}$ verbrandt.

**Oplossing van Oefening 23.4.**

(a) De [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (b) De [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) (in de standaardatmosfeer ligt de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) op $11\,\mathrm{km}$). (c) De [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). (d) De [mesosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Oefening 23.5 ★★.**

Op een zomerdag is het op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) $20{}^{\circ}\mathrm{C}$. Stel dat de lucht $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer afkoelt. (a) Wat is de temperatuur op $2\,\mathrm{km}$? (b) Op $3\,\mathrm{km}$? (c) Op ongeveer welke hoogte bereikt de lucht $0{}^{\circ}\mathrm{C}$? Rond af op één decimaal.

**Oplossing van Oefening 23.5.**

(a) $20 - 6.5 \times 2 = 20 - 13 = 7{}^{\circ}\mathrm{C}$. (b) $20 -
6.5 \times 3 = 20 - 19.5 = 0.5{}^{\circ}\mathrm{C}$. (c) De lucht moet 20 graden afkoelen: $20 \div 6.5 \approx 3.1$, dus op ongeveer $3.1\,\mathrm{km}$.

**Oefening 23.6 ★★.**

Een berghut staat op $3000\,\mathrm{m}$. Een wandelaar vertrekt uit een dorp op $500\,\mathrm{m}$, waar het $18{}^{\circ}\mathrm{C}$ is. Met een temperatuurgradiënt van $6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometer: (a) Hoeveel kilometer klimt de wandelaar? (b) Hoeveel graden koelt de lucht af? (c) Welke temperatuur kan de wandelaar bij de hut verwachten?

**Oplossing van Oefening 23.6.**

(a) $3 - 0.5 = 2.5\,\mathrm{km}$. (b) $6.5 \times 2.5 = 16.25$: ongeveer 16 graden. (c) $18 - 16.25 \approx 2{}^{\circ}\mathrm{C}$.

**Oefening 23.7 ★★.**

Stel dat de druk elke $5.5\,\mathrm{km}$ halveert, te beginnen met $1000\,\mathrm{hPa}$ op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude). (a) Wat is de druk op $5.5\,\mathrm{km}$? Op $11\,\mathrm{km}$? Op $16.5\,\mathrm{km}$? (b) De standaardatmosfeer geeft op deze drie hoogten ongeveer $506\,\mathrm{hPa}$, $227\,\mathrm{hPa}$ en $96\,\mathrm{hPa}$ (bij $1013\,\mathrm{hPa}$ op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude)). Is de halveringsregel goed dicht bij de grond? En hoger?

**Oplossing van Oefening 23.7.**

(a) $500\,\mathrm{hPa}$, $250\,\mathrm{hPa}$ en $125\,\mathrm{hPa}$. (b) Dicht bij de grond is de regel goed ($500\,\mathrm{hPa}$ tegenover $506\,\mathrm{hPa}$). Hoger geeft hij te veel: $250\,\mathrm{hPa}$ tegenover $227\,\mathrm{hPa}$, en $125\,\mathrm{hPa}$ tegenover $96\,\mathrm{hPa}$. De halveringsregel is maar een ruwe leidraad.

**Oefening 23.8 ★★.**

Op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) is de druk ongeveer $1000\,\mathrm{hPa}$, dat is $10^3$ hPa. (a) Op $30\,\mathrm{km}$ is hij ongeveer $10\,\mathrm{hPa}$. Schrijf dit als een macht van tien, en zeg hoeveel keer kleiner hij is dan op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude). (b) Op $80\,\mathrm{km}$ is hij ongeveer $0.01\,\mathrm{hPa}$. Schrijf dit als een macht van tien. (c) Hoeveel keer kleiner dan op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) is hij?

**Oplossing van Oefening 23.8.**

(a) $10~\text{hPa} = 10^1$ hPa; $10^3 \div 10^1 = 10^2$: honderd keer kleiner. (b) $0.01~\text{hPa} = 10^{-2}$ hPa. (c) $10^3 \div 10^{-2} =
10^5$: honderdduizend keer kleiner.

**Oefening 23.9 ★★.**

Een weerballon is bij de lancering $1.5\,\mathrm{m}$ in doorsnee en $6\,\mathrm{m}$ als hij knapt. (a) Hoeveel keer breder is hij als hij knapt? (b) Leg uit waarom hij opzwelt terwijl hij stijgt. (c) Waarom hangen weerdiensten er een parachute onder?

**Oplossing van Oefening 23.9.**

(a) $6 \div 1.5 = 4$ keer breder. (b) Terwijl hij stijgt, drukt de lucht eromheen steeds minder hard, dus zet het gas binnenin uit en groeit de ballon tot zijn wand scheurt. (c) Nadat de ballon is geknapt, remt de parachute de val van de radiosonde af, zodat die niemand verwondt en niets beschadigt.

**Oefening 23.10 ★★.**

De [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) kan boven de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator) $20\,\mathrm{km}$ bereiken en boven de [polen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-poles) in de winter tot $7\,\mathrm{km}$ zakken. (a) Hoeveel keer dikker is de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) boven de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator) in dit geval? Rond af op één decimaal. (b) Op het standaardprofiel ligt de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) op $11\,\mathrm{km}$. Ligt de standaardatmosfeer dichter bij die van de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator) of bij die van de [polen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-poles)? (c) Een piloot vliegt van een poolgebied naar de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator) op een vaste hoogte van $10\,\mathrm{km}$. Bevindt het vliegtuig zich aan het begin (in de winter) in de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) of in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers)? En aan het eind?

**Oplossing van Oefening 23.10.**

(a) $20 \div 7 \approx 2.9$ keer dikker. (b) Dichter bij die van de [polen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-poles): $11\,\mathrm{km}$ ligt $4\,\mathrm{km}$ boven $7\,\mathrm{km}$ maar $9\,\mathrm{km}$ onder $20\,\mathrm{km}$ (het profiel beschrijft de gematigde breedten, niet de [evenaar](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-equator)). (c) Aan het begin ligt de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) op ongeveer $7\,\mathrm{km}$, onder het vliegtuig: het vliegtuig bevindt zich in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers). Aan het eind ligt de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) op ongeveer $20\,\mathrm{km}$: het vliegtuig bevindt zich in de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**Oefening 23.11 ★★★.**

Het deel van alle lucht dat onder een bepaalde hoogte ligt, is $1 - p \div
p_0$, waarbij $p$ de druk op die hoogte is en $p_0 =
1013\,\mathrm{hPa}$ de druk op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude). (a) Op $5.5\,\mathrm{km}$ is $p
\approx 506\,\mathrm{hPa}$: welk deel van de lucht ligt eronder? (b) Op $11\,\mathrm{km}$ is $p \approx 227\,\mathrm{hPa}$. (c) Op $30\,\mathrm{km}$ is $p \approx
12\,\mathrm{hPa}$. Geef de antwoorden in procenten, in hele getallen. (d) Welk deel van de lucht ligt boven $30\,\mathrm{km}$?

**Oplossing van Oefening 23.11.**

(a) $1 - 506 \div 1013 \approx 0.50$: **50 %**. (b) $1 - 227 \div
1013 \approx 0.78$: **78 %**. (c) $1 - 12 \div 1013 \approx 0.99$: **99 %**. (d) Ongeveer 1 %.

**Oefening 23.12 ★★★.**

Een schoolglobe is $30\,\mathrm{cm}$ in doorsnee, dus zijn straal, $15\,\mathrm{cm}$, staat voor de straal van de Aarde, $6371\,\mathrm{km}$. (a) Voor hoeveel kilometer staat $1\,\mathrm{cm}$ op de [globe](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-globe)? Rond af op een hele kilometer. (b) Hoe dik, in millimeter, zou de atmosfeer tot $100\,\mathrm{km}$ op deze [globe](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-globe) zijn? (c) En de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), die $11\,\mathrm{km}$ dik is? (d) Een vel papier is ongeveer $0.1\,\mathrm{mm}$ dik. Hoeveel vellen zouden de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) van de [globe](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/6-de-globe-continenten-en-oceanen#def-g3-continents-and-oceans-globe) vormen?

**Oplossing van Oefening 23.12.**

(a) $6371 \div 15 \approx 425$ km per centimeter. (b) $100 \div 425
\approx 0.24$ cm, ongeveer $2.4\,\mathrm{mm}$. (c) $11 \div 425 \approx
0.026$ cm, ongeveer $0.26\,\mathrm{mm}$. (d) $0.26 \div 0.1 \approx 2.6$: twee of drie vellen papier.

## 23.6 Probleem: Een weerballon volgen

**Probleem 23.1.**

Weekendprobleem — een weerballon stijgt door de atmosfeer; zijn temperaturen tonen de lagen, en zijn drukken tonen waar nog een kwart van de druk op zeeniveau over is

Een radiosonde wordt opgelaten vanaf een station op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude). De ballon stijgt met ongeveer $300\,\mathrm{m}$ per minuut. De tabel geeft de druk en de temperatuur die de sonde meet (de waarden van de standaardatmosfeer, afgerond).

| hoogte (km) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| druk (hPa) | 1013 | 795 | 617 | 472 | 357 | 265 | 194 | 142 |
| temperatuur ($^\circ$C) | 15 | 2 | $-11$ | $-24$ | $-37$ | $-50$ | $-56$ | $-56$ |
| hoogte (km) | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 |
| druk (hPa) | 104 | 76 | 55 | 40 | 30 | 22 | 16 | 12 |
| temperatuur ($^\circ$C) | $-56$ | $-56$ | $-56$ | $-55$ | $-53$ | $-51$ | $-49$ | $-47$ |

**Deel I — De klim.**

1. Hoeveel meter stijgt de ballon in 10 minuten?
2. Hoe lang doet hij erover om $6\,\mathrm{km}$ te bereiken? En $30\,\mathrm{km}$ ?
3. De ballon knapt op $30\,\mathrm{km}$ . Hoe lang heeft de vlucht geduurd, in uren en minuten?
4. Noem de laag waarin de ballon zich op $8\,\mathrm{km}$ bevindt, en de laag waarin hij zich bevindt als hij knapt.

**Deel II — De temperatuur.**

5. Hoeveel graden daalt de temperatuur tussen de grond en $10\,\mathrm{km}$ ?
6. Wat is de temperatuurgradiënt in graden per kilometer in dit deel van de klim?
7. Tussen welke hoogten blijft de temperatuur gelijk? Waar ligt de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) ?
8. Wat gebeurt er met de temperatuur boven $20\,\mathrm{km}$ ? Welk gas verklaart dat?

**Deel III — De druk.**

9. Wat is de helft van de druk op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Tussen welke hoogten wordt die bereikt?
10. Wat is een kwart van de druk op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) ? Rond af op een hele hectopascal.
11. Tussen welke twee hoogten van de tabel wordt dit kwart bereikt?
12. De druk daalt tussen $10\,\mathrm{km}$ en $12\,\mathrm{km}$ met $71\,\mathrm{hPa}$ . Op ongeveer welke hoogte is de druk een kwart van zijn waarde op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) , als je aanneemt dat hij gelijkmatig daalt? Rond af op één decimaal.

**Oplossing van Probleem 23.1.**

**1.** $300 \times 10 = 3000$ m.

**2.** $6000 \div 300 = 20$ minuten; $30\,000 \div 300 = 100$ minuten.

**3.** 100 minuten, dat is 1 uur en 40 minuten.

**4.** Op $8\,\mathrm{km}$: de [troposfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers) (de temperatuur daalt nog). Op $30\,\mathrm{km}$: de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers).

**5.** $15 - (-50) = 65$ graden.

**6.** $65 \div 10 = 6.5{}^{\circ}\mathrm{C}$ per kilometre.

**7.** Van $12\,\mathrm{km}$ tot $20\,\mathrm{km}$ blijft ze $-56{}^{\circ}\mathrm{C}$. De afkoeling stopt tussen $10\,\mathrm{km}$ en $12\,\mathrm{km}$: de [tropopauze](#def-g8-the-atmosphere-layers) ligt op ongeveer $11\,\mathrm{km}$.

**8.** Ze stijgt: $-55{}^{\circ}\mathrm{C}$ op $22\,\mathrm{km}$, $-47{}^{\circ}\mathrm{C}$ op $30\,\mathrm{km}$. De ballon bevindt zich in de [stratosfeer](#def-g8-the-atmosphere-layers), die wordt opgewarmd door het ozon dat het ultraviolette licht van de Zon absorbeert.

**9.** $1013 \div 2 \approx 507\,\mathrm{hPa}$; die wordt bereikt tussen $4\,\mathrm{km}$ ($617\,\mathrm{hPa}$) en $6\,\mathrm{km}$ ($472\,\mathrm{hPa}$).

**10.** $1013 \div 4 \approx 253\,\mathrm{hPa}$.

**11.** Tussen $10\,\mathrm{km}$ ($265\,\mathrm{hPa}$) en $12\,\mathrm{km}$ ($194\,\mathrm{hPa}$).

**12.** Vanaf $10\,\mathrm{km}$ moet de druk nog $265 - 253 =
12$ hPa [dalen](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/2-landschappen-om-ons-heen#def-g1-landscapes-around-us-landform), van de 71 hPa die hij over 2 km verliest: $12 \div 71 \times 2
\approx 0.34$ km. De druk is een kwart van zijn waarde op [zeeniveau](https://one-course.com/books/earth/1/nl/chapter/9-de-natuurkundige-kaart-van-de-wereld#def-g4-world-physical-map-altitude) op ongeveer **$10.3\,\mathrm{km}$**.