Oosthoek 1916

Nederlandse encyclopedie, uitgegeven van 1916-1925.

Gepubliceerd op 13-12-2018

Dampkring

betekenis & definitie

Dampkring - De naam, die gegeven wordt aan het gasvormig omhulsel, dat onze aarde geheel omgeeft, aan de luchtzee, op welker bodem wij leven. De gezamenlijke gassen van den d. Vormen de atmosferische lucht; alle verschijnselen, die in en door de lucht worden waargenomen, worden samengevat onder den naam dampkringsverschijnselen; hiertoe worden zoowel zuiver physische verschijnselen als de voortplanting van het geluid gerekend, als alle meteorologische en meteorologisch-optische bijzonderheden, die wij aan den hemel waarnemen. De dampkringslucht is geen chemisch element, doch bestaat uit een mengsel van gassen, in hoofdzaak uit zuurstof en stikstof en verder uit geringe hoeveelheden minder bekende z.g. zeldzame gassen. De juiste samenstelling der dampkringslucht aan de aardoppervlakte is in volumeprocenten:

Stikstof 78.06 Zuurstof 20.90 Argon 0.94 Koolzuur 0.03 Waterstof 0.0033 Neon 0.0015 Helium 0.0005, verder sporen ozon en zeer geringe hoeveelheden krypton en xenon. De laatste drie getallen gelden slechts bij benadering. In de lucht komen, behalve de genoemde gassen, steeds bijmengsels in variabele hoeveelheden voor, waarvan het voornaamste waterdamp is. De aanwezige hoeveelheid waterdamp is zeer afhankelijk van omstandigheden, voornamelijk van de temperatuur. De maximaal mogelijke hoeveelheid waterdamp wisselt van iets meer dan 4 vol. proc. in de tropen tot bijna 0 % bij de laagste watertemperaturen aan de polen. Daalt de temperatuur onder het dauwpunt, dan condenseert een deel der waterdamp tot vloeistofdruppels of ijskristallen en er vormen zich nevels of wolken. De hoeveelheid waterdamp is dus steeds wisselend; is de lucht onverzadigd, dan neemt zij, waar water verdampt, waterdamp op; bij oververzadiging vallen, wanneer condensatie intreedt, de condensatieprodukten als neerslag naar beneden en bereiken als regen, sneeuw of hagel de aarde of verdampen weer in lagere atmosfeerniveau’s. Het koolzuur is daarentegen in een zeer constante hoeveelheid in de lucht aanwezig, gem. 0.03 vol. proc.; ’s nachts is de hoeveelheid iets grooter dan overdag, boven water iets geringer dan boven land, en in de steden iets grooter dan buiten, wat zijn reden vindt in de voortdurende koolzuurproductie in de stookplaatsen van fabrieken, enz.

Het gehalte aan waterstof is zeer moeilijk te bepalen, daar de lucht overal, in het bijzonder in groote steden, verontreinigd is met koolwaterstoffen, die chemisch moeilijk van de zuivere waterstof te scheiden zijn. Bovendien bevat de dampkringslucht nog geringe, wisselende hoeveelheden van andere gassen, welke als verontreinigingen te beschouwen zijn als amoniak, salpeterzuur, waterstofsuperoxyd, enz. In de laatste jaren is de mogelijkheid uitgesproken, dat de atmosfeer nog een zeer licht gas bevat, dat door A. Wegener geocoronium wordt genoemd. De samenstelling van de d. lucht is niet in alle niveau’s boven de aarde dezelfde, doch verandert met de hoogte. Volgens de natuurkundige wet van Dalton is de d. te beschouwen als te zijn samengesteld uit vele van elkaar onafhankelijke atmosferen van elk der gassen, die gemengd de dampkringslucht vormen, dus uit een zelfstandige stikstof-, zuurstof-, waterstof, argonatmosfeer, enz. In elk van deze neemt de dichtheid met de hoogte in andere verhouding af, afhankelijk van het spec. gewicht van het gas en wel neemt de dichtheid in de zwaardere gassen sneller af dan in in de lichtere, wat tot gevolg moet hebben, dat in hoogere dampkringslagen do samenstelling der lucht verandert in zooverre, dat de lichtere gassen de overhand krijgen over de zwaardere.

Wegener neemt aan, dat op grond van dit feit de d., wat betreft zijn samenstelling, te verdeelen moet zijn in drie hoofdlagen. In de onderste, de stikstofatmosfeer, zijn de zware gassen zuurstof en stikstof overheerschend; op 70 K.M. hoogte gaat deze stikstofatmosfeer met een scherpe scheiding over in een waterstofatmosfeer, welke reikt tot 200 K.M., waarboven tot meer dan 500 K.M. zich een atmosfeer zou bevinden, samengesteld uit het bovengenoemde, zeer lichte, hypothetische geocoronium, waarvan het bestaan in de gassen op de aardoppervlakte niet is aangetoond kunnen worden. Het bewijs voor deze indeeling en laagsgewijzen bouw grondt W. op enkele bijzondere, op groote hoogte in den dampkring waar te nemen verschijnselen. Bewijzen voor het bestaan van een discontinuïteitslaag op 70 K.M. tracht men te verzamelen uit eigenaardigheden in de voortplanting van het geluid in den dampkring, bij zware ontploffingen opgemerkt en bestudeerd. Terwijl voor den d. geen bovenste grens is vast te stellen en de toestand van uiterste verdunning der gassen hoog in de atmosfeer zonder merkbaren overgang in de omringende interplanetaire ruimte overgaan, geven de hoogten, waarop nog lichtverschijnselen in den d. te zien zijn, een denkbeeld omtrent den afstand vanaf de aarde, waarop nog lucht, hoewel dan in uiterste verdunning, aanwezig moet zijn. De hoogst zichtbare verschijnselen zijn de poollichten, waarvan de hoogte in de laatste jaren nauwkeurig door Birkeland photografisch is kunnen worden vastgesteld en welke voor enkele poollichtstralen maximaal 270 K.M. bedraagt en minimaal 86 K.M. Uit 2500 metingen bleek, dat poollicht het meest voorkomt op 105 tot 108 K.M. hoogte (85% van het aantal gevallen). In het feit, dat het eerste begin van oplichten van vallende sterren en meteorieten in vele gevallen is waargenomen op hoogten van omstreeks 200 K.M. (gem. 180 K.M., maximum 240 K.M.), terwijl het licht uitbluschte of van karakter veranderde op circa 70 K.M. hoogte, ziet men een bewijs voor het voorkomen van discontinuïteitslagen op deze hoogten in de atmosfeer. In de maanden na 1885 werden in de zomermaanden lichtende nachtwolken gezien, die blijkens meting en berekening in 1889 op 83 K.M. hoogte dreven, doch sedert verdwenen zijn.

Ze worden beschouwd als te zijn ontstaan door condensatie van waterdampmassa’s, die bij de Krakatau-uitbarsting tot zoo hoog in den d. omhoog gebracht zijn geworden. Voor directe waarneming zijn slechts de onderste K.M.’s van den d. toegankelijk; de middelen tot onderzoek van den d. zijn genoemd onder aërologie. De grootste door waarnemers bereikte hoogte bedraagt 10.800 M.; de maximale hoogte, waartoe vrije ballons registreerinstrumenten omhoogbrachten, bedraagt ruim 30 K.M., terwijl in Batavia een enkele maal loodsballons gevolgd konden worden tot boven 30 K.M. De directe waarnemingen blijven dus alle ver onder de bovengrens der stikstofsfeer. De aërologische onderzoekingen der laatste 20 jaren hebben echter aan het licht gebracht, dat het onderste atmosfeergedeelte, wat betreft de temperatuurverhoudingen, is opgebouwd uit twee fundamenteel verschillende gedeelten, een onderste gedeelte waarin de temperatuur naar boven afneemt, de troposfeer genaamd, en een hooger gedeelte, de stratosfeer, waarin de temperatuur tot zoo hoog de waarnemingen daarin reikten met toenemende hoogte niet verandert of met een gering bedrag toeneemt. De grens tusschen beide atmosfeergedeelten is nu eens scherper dan weer minder scherp; de gemiddelde hoogte ervan is afhankelijk van de geografische breedte. Terwijl in de tropen de troposfeer eindigt op circa 17 K.M., ligt de grens in de subtropen op 14 K.M., in de gematigde zone op gem. 10 K.M., terwijl men reden heeft om te veronderstellen, dat in de poolstreken de overgang van troposfeer tot stratosfeer reeds op 7 a 8 K.M. hoogte moet liggen. De hoogteligging van de scheidingslaag tusschen beide d. gedeelten is op onze breedten verder zeer afhankelijk van den heerschenden weerstoestand. Boven gebieden van hoogen luchtdruk wordt ze op 12 tot 14 K.M. hoogte aangetroffen en is ze gekarakteriseerd als de onderzijde van een sprongsgewijze temperatuurtoename in de stratosfeer; boven gebieden van lagen luchtdruk eindigt de temperatuurafname in de troposfeer op 7 tot 9 K.M. en vinden wij een geleidelijken overgang tot de daarboven gelegen isothermie der stratosfeer.

Boven den aequator vindt men een meer geleidelijken overgang van het eene d. gedeelte tot het andere. De temperatuur neemt daar geleidelijk af tot zeer lage waarden (-90° C) op circa 17 K.M., waarboven ze eveneens geleidelijk gaat toenemen tot de waarde gem. -55° C, die bereikt wordt op ongeveer 30 K.M. hoogte tot de temperatuur, welke gemiddeld in de stratosfeer boven de gematigde streken der aarde wordt waargenomen. Het belangrijkste gedeelte van den d. is steeds de troposfeer, aangezien hierin alle physische processen zich afspelen, welker invloed wij als het heerschende weer ondervinden. In dit gedeelte vormen zich de wolken en vindt men steeds wisselende toestanden wat betreft de temperatuur, het vochtigheidsgehalte, en de richting en sterkte der luchtstroomingen, overeenstemmend met toestanden van hoogen of lagen luchtdruk. Bij haar horizontale circulatie in de atmosfeer (zie WIND) zijn de luchtmassa’s in de troposfeer meest nog in geringe verticale beweging het sterkst in de lagen tusschen 6 en 8 K.M. Over de onderverdeeling der troposfeer naar de eigenaardigheden in de verticale temperatuurafname, zie LUCHTTEMPERATUUR. Omtrent de luchtdrukverdeeling in den d. is verder op te merken, dat deze niet overal over de geheele aarde gelijk is en in hoogere lagen anders dan aan de aardoppervlakte. (Zie LUCHTDRUK). De d. is ook voor den sterrekundige in twee opzichten van beteekenis.

Vooreerst zijn er dampkringsverschijnselen, die òf tot de sterrenk. verschijnselen gerekend worden (vallende sterren) òf in nauw verband staan met sterrenk. verschijnselen (Noorderlicht met zonnevlekken, schemering met de depressie der zon). Maar verder heeft de d. een veelsoortigen storenden invloed op astronom. waarnemingen. De regelmatige storingen zijn de straalbreking (refractie) en de opslorping (absorptie, extinctie) in de atmosfeer; de onregelmatige storingen veroorzaken het fonkelen (scintilleeren) der sterren en maken het beeld in den kijker onrustig. Dit laatste verschijnsel is vaak zoo hinderlijk, dat men soms bij oogenschijnlijk schitterenden hemel de waarneming moet staken; de sterren zijn niet scherp te focusseeren, en op hemellichten van zekere uitgebreidheid (maan, planeten) gaan alle details verloren. Hoe sterker vergrooting, hoe meer de onrust van het beeld hindert, en de allersterkste vergrootingen zijn dan ook slechts in exceptioneel gunstige omstandigheden te gebruiken. Zie KIJKER.