Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Frau Holle]

… und wie gehen die Wärmequellen und -Senken in die „Berechnungen“ des „adiabatischen
Temperaturgradienten“ ein?

Zeige doch mal so eine Berechnung und zeige die Stellen auf, wo Wärmequellen und -Senken fehlen und deiner Meinung nach hingehören.

Auf deutsch: Liefere endlich mal wenigstens eine einzige Rechnung, wie sich in der Physik gehört, du Phsysiker!

In einem Szenario ohne Treibhausgase ist die Oberfläche die einzige Wärmequelle und -Senke zugleich.

Das geht wie folgt:

Oberfläche als Wärmequelle:
Die Sonnenstrahlung erhitzt die Oberfläche. Angrenzende kältere Luft wird von der Oberfläche erhitzt, steigt auf, und verliert Temperatur v.a. durch Adiabasie. Was die Oberfläche nicht als Wärmeenergie an die Luft abgibt und nicht selber halten kann, das strahlt sie direkt ins All ab.

Oberfläche als Wärmesenke:
Die Oberfläche wird nicht von der Sonne erhitzt, z.B. nachts, und kühlt ab, indem sie tagsüber aufgenommene Wärmeenergie direkt ins All strahlt. Angrenzende wärmere Luft erhitzt die kälter werdende Oberfläche. Was die Oberfläche von dieser eingebrachten Wärmeenergie nicht halten kann, das strahlt sie direkt ins All.
 

[Skeptiker]

Das hat aber nichts mit der Realität zu tun!

Das ist eine philosophische Frage, was ist Realität? Physikalische Modelle sind nicht die Realität, es sind Modelle, die die Realität mehr oder weniger gut beschreiben. Der adiabatische Temperaturgradient beschreibt die Realität ausreichend gut.

[Skeptiker]

Blöd nur, dass es keine „adiabatische“ Atmosphäre gibt.

Stimmt, gibt´s nicht, dennoch beschreibt der adiabatische Temperaturgradient die Realität ausreichend genug. Es ist halt ein physikalisches Modell, so wie alle anderen Modelle auch. Physik ist nicht die Wirklichkeit, sondern immer nur ein Versuch diese so gut es geht zu beschreiben.

[Frau Holle]

Nur ist dieses „adiabatische Modell“ totaler physikalischer Unfug.
Keine Materie beamt sich einfach in irgendeine Höhe, dehnt sich dort aus ...

Unfug ist nur dein dauerndes Gefasel vom Beamen. Warum Luft aufstiegt und wie sie sich dabei adiabatisch abkühlt ist physikalisch sehr gut verstanden, wenn auch nicht von dir, obwohl es dir in diesem Thread schon bis zum Abwinken immer wieder erklärt wurde, du Physiker.

Bleib' du mal bei deinen Autoreifen und Treppenhäusern. Zu mehr reicht's nicht.
 

[Frau Holle]

Alle mir bekannten „adiabatischen Rechnungen“ erwähnen die Treibhausgase nicht einmal!

Dir sind doch gar keine bekannt. Hast bis jetzt keine einzige nennen können.
 

[Rudi Knoth]

Noch etwas zu dem Begriff "adiabatisch" im Zusammenhang mit der Atmosphäre:

In diesem Beitrag von Skeptiker steht:

Falsch. Der adiabatische Temperaturgradient ist experimentell bestätigt – durch Ballonsonden, Radiosonden und Flugzeuge. Auch numerische Wettermodelle basieren auf diesen Gleichungen und liefern täglich zuverlässige Vorhersagen.
Das Konzept ist zentral in der Meteorologie zur Beschreibung der Stabilität der Atmosphäre:
Ist die Temperaturabnahme mit der Höhe geringer als der adiabatische Gradient, ist die Atmosphäre stabil.
Ist sie größer, ist die Atmosphäre labil

Also bedeutet dies doch folgendes:

Wenn die unten warme Luft sich beim Aufsteigen immer noch wärmer als die umgebende Luft ist, dann steigt sie immer weiter bis zur Tropopause auf. Also kann der adiabatische Temperaturgradient wohl kaum sich selbst verstärken, sondern eher durch eine vertikale Zirkulation abschwächen. Daher ist dies weniger die Ursache der adiabatischen Abkühlung, sondern die Folge einer anderen Ursache.

Gruß
Rudi Knoth

[Frau Holle]

Alle mir bekannten „adiabatischen Rechnungen“ erwähnen die Treibhausgase nicht einmal!

Welche sind dir denn bekannt? Bis jetzt hast du keine einzige Rechnung präsentieren können.
Da du die Adiabasie offensichtlich gar nicht verstehst, ist das auch kein Wunder.

Dass die Oberfläche nicht nur Wärmequelle, sondern auch Wärmesenke ist, weiß jeder. Sie erwärmt kältere Luft und kühlt wärmere. Das ist selbstverständlich.

Ohne Treibhausgase wäre der Gradient -9,8 K/km. Das wurde vorgerechnet.
Der tatsächliche Wert mit Treibhausgasen ist -7,5 K/km, also geringer.

Der Grund ist klar: Treibhausgase wirken zusätzlich zur Oberfläche als Wärmequelle und Senke, nämlich in der Atmosphäre. Als Senke, indem sie Strahlung absorbieren und als Quelle, indem sie diese Strahlung wieder emittieren. Deshalb ist der Gradient geringer als ohne Treibhausgase.
 

[Frau Holle]

Wenn die unten warme Luft sich beim Aufsteigen immer noch wärmer als die umgebende Luft ist, dann steigt sie immer weiter bis zur Tropopause auf. Also kann der adiabatische Temperaturgradient wohl kaum sich selbst verstärken, sondern eher durch eine vertikale Zirkulation abschwächen.

Hä? Warum sollte denn ein Gradient sich selbst verstärken? Du sprichst in Rätseln.

Daher ist dies weniger die Ursache der adiabatischen Abkühlung, sondern die Folge einer anderen Ursache.

Was ist weniger die Ursache? Die Ursache adiabatischer Abkühlung ist die Umwandlung von Wärmeenergie in Arbeit. Dabei sinkt der Druck und die Temperatur. Hast du denn die Adiabasie auch nicht verstanden?
 

[Frau Holle]

...
Dass die Oberfläche nicht nur Wärmequelle, sondern auch Wärmesenke ist, weiß jeder. Sie erwärmt kältere Luft und kühlt wärmere. Das ist selbstverständlich. ...

Wenn die Erdoberfläche eine Wärmesenke wäre, müsste der Temperaturgradient sein Vorzeichen ändern.
Es geht hier aber um die Temperaturdifferenz zwischen Tropopause und Erdoberfläche.

Nur weil die Oberfläche lokal und vorübergehend auch mal die Temperatur der angrenzenden Luft senkt, ändert sich doch nicht gleich das Vorzeichen vom gesamten Gradienten bis zur Tropopause. Es ist am Boden ein ständiges Wechselspiel mit Tag/Nacht-Rhythmus etc. und führt zu Luftströmungen. Es stellt sich im Mittel ein Gleichgewicht ein mit -18 °C am Boden ohne Treibhausgase und +15 °C mit Treibhausgasen.
 

[Rudi Knoth]

@Frau Holle » Fr 15. Aug 2025, 09:04

Hä? Warum sollte denn ein Gradient sich selbst verstärken? Du sprichst in Rätseln.

Nach dem Text ist der Gradient eine Grenze zwischen labiler und stabiler Schichtung der Luftmassen. Wenn der negative Temperaturgradient zu groß vom Betrag ist, dann steigt die wärmere Luft auf, weil die adiabatische Abkühlung nicht für eine Beendigung des Aufstieges ausreicht. Wenn etwa durch Kondensation von Wasserdampf Wärmeenergie an die Luftmasse kommt, dann beschleunigt sich der Aufstieg dadurch noch.

Was ist weniger die Ursache? Die Ursache adiabatischer Abkühlung ist die Umwandlung von Wärmeenergie in Arbeit. Dabei sinkt der Druck und die Temperatur. Hast du denn die Adiabasie auch nicht verstanden?

Was "adiabatisch" ist, ist mir seit 50 Jahren klar. Nur stellt sich in der Tat die Frage, ob die Temperaturschichtung wirklich alleine durch die adiabatische Abkühlung erklärt werden kann. Und daher finde ich den Ansatz von hmpf schon recht plausibel.

Gruß
Rudi Knoth