Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Frau Holle]

Warum ist die Tropopause dann sowohl kälter als die Troposphäre als auch kälter als die Stratosphäre?
Bisher wurde hier nur das Internet nachgeplappert, das behauptet, wegen eines (trocken-)adiabatischen Temperaturgradienten.

Weiß nicht, welche miesen Quellen du meinst und wo sie angeblich nachgeplappert werden.

Bei wiki steht, dass von der Sonne aufgeheiztes Ozon die Ursache für die ab der Tropopause wieder ansteigende Temperatur in der Stratosphäre ist. Wasser soll es da kaum noch geben. Passt doch, sonst könnte Wasser ja weiter kühlen.

Was dagegen?
 

[hmpf]

...
Bei wiki steht, dass von der Sonne aufgeheiztes Ozon die Ursache für die ab der Tropopause wieder ansteigende Temperatur in der Stratosphäre ist. Wasser soll es da kaum noch geben. Passt doch, sonst könnte Wasser ja weiter kühlen.
Was dagegen?
 

Ja!
Wie sollte „Wasser“ denn kühlen, außer durch Strahlung als Wassergas (nicht Wasserdampf!)?
Glauben Sie mir, Ihr Interesse an Naturwissenschaften ist lobenswert.

Die Frage ist und bleibt, welche adiabatische Physik könnte die Tropopause dauerhaft auf
ihrer geringen Temperatur halten?
Über und unter der Tropopause ist es wärmer, also scheidet Wärmeleitung oder Konvektion aus.
Was bleibt also übrig?

[Frau Holle]

...
Bei wiki steht, dass von der Sonne aufgeheiztes Ozon die Ursache für die ab der Tropopause wieder ansteigende Temperatur in der Stratosphäre ist. Wasser soll es da kaum noch geben. Passt doch, sonst könnte Wasser ja weiter kühlen.
Was dagegen?
 

Ja!
Wie sollte „Wasser“ denn kühlen, außer durch Strahlung als Wassergas (nicht Wasserdampf!)?

Wieso? Das ist doch geklärt: Es geht natürlich nur als Strahlung, meinetwegen vom Gas. Wieso musst du immer solche Strohmänner aufbauen, als hätte ich oder sonst jemand was anderes behauptet? Nochmal, ich schrieb:

Wie sollte Wärmeenergie denn sonst vom Planeten verschwinden, wenn nicht durch Strahlung? Um das zu verstehen, muss man wirklich kein Physiker sein.

Wasser ist für mich einfach H2O. Der Aggregatzustand läuft hier unter unwichtige Details. Man muss schon das Wesentliche vom Unwesentlichen unterscheiden, sonst wird das nichts.
 

[hmpf]

... Wasser ist für mich einfach H2O. Der Aggregatzustand läuft hier unter unwichtige Details. Man muss schon das Wesentliche vom Unwesentlichen unterscheiden, sonst wird das nichts.
 

Sie plappern hier nur Dinge nach, die Sie nicht verstanden haben.
Die Aggregatzu8stände haben sehr wohl sehr großen Einfluss auf die optischen Eigenschaften eines Stoffes.
Flüssiges und gasförmiges Wasser sind im sichtbaren transparent.
Wasserdampf (Wolken) ist es bekanntlich nicht – das weiß jedes Kind.

Sie haben immer noch nicht erklärt, wie die Tropopause den über 50 Grad großen Temperaturunterschied
zu den benachbarten Atmosphärenschichten dauerhaft aufrechterhalten kann.

[Skeptiker]

Dann erklären Sie doch mal einem Physiker, wie mit einem adiabatischen Prozess die
Temperaturdifferenzen sowohl zwischen Tropopause und Stratosphäre als auch Tropopause und Troposphäre
dauerhaft aufrechterhalten werden könnten.

Das nicht allein adiabatische Prozesse dieses Geschehen beeinflussen ist schon angemerkt worden:
1. Wärmequelle: Die Erdoberfläche
Die Hauptquelle der Erwärmung der Atmosphäre ist die Erdoberfläche, nicht die Sonne direkt. Die Sonne erwärmt zwar die Erde, aber der Boden nimmt diese Strahlung auf und gibt sie dann als Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) wieder an die Atmosphäre ab. Das bedeutet: Die Luft wird von unten her erwärmt.

2. Abnehmender Luftdruck mit der Höhe
Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab – es ist weniger Luft über einem, die Gewicht auf die untere Luftschicht ausübt. Wenn ein Luftpaket aufsteigt, dehnt es sich aus, weil der Druck abnimmt. Dabei verbraucht es Energie für die Ausdehnung, wodurch es sich abkühlt (das nennt man adiabatische Abkühlung).

3. Geringere Wärmespeicherung in großer Höhe
In höheren Luftschichten ist die Luftdichte geringer, und weniger Luft bedeutet auch weniger Moleküle, die Wärme speichern und transportieren können. Die Wärmestrahlung vom Boden verliert also mit der Höhe an Wirkung.

4. Strahlungsverluste
Luftmoleküle geben auch ständig Wärmestrahlung in alle Richtungen ab – auch nach oben ins Weltall, wo keine Gegenstrahlung zurückkommt. In größerer Höhe überwiegen diese Verluste, weil die Atmosphäre dünner ist.

[hmpf]

...
4. Strahlungsverluste
Luftmoleküle geben auch ständig Wärmestrahlung in alle Richtungen ab – auch nach oben ins Weltall, wo keine Gegenstrahlung zurückkommt. In größerer Höhe überwiegen diese Verluste, weil die Atmosphäre dünner ist.

Sie beweisen immer wieder, dass Sie große Schwierigkeiten haben meine einfachen physikalischen
Erläuterungen zu verstehen.
Punkt 2 und 3 in Ihrer Auflistung haben absolut nichts mit dem dauerhaften Temperaturunterschied
der Tropopause zu ihren benachbarten Atmosphärenschichten zu tun.
Die Atmosphäre ist langfristig stets diabatisch und nicht adiabatisch.
Die Wärmespeicherfähigkeit der Luft ist für den dauerhaften Temperaturunterschied bedeutungslos.
Lediglich Ihr Punkt 4 ist allein der Grund für die abnehmende Temperatur mit der Höhe.

Also noch einmal langsam zum Mitschreiben:
Jede Aufwärtsströmung in der Atmosphäre erzeugt auch eine gleich starke Abwärtsströmung.
Beide Teilströmungen heben sich in ihrem Wärmetransportergebnis jedoch auf.
Bei diesen Kreisströmungen findet eine sog. „Wärmefortführung“ statt. Diese kann die Kälte
in der Tropopause jedoch nicht begründen.
Ohne diese Kreisströmungen gäbe es nur die Wärmeleitung. Der Temperaturausgleich in der Atmosphäre
würde dadurch nur langsamer erfolgen. Einen Temperaturunterschied können diese Kreisströmungen
nicht dauerhaft aufrechterhalten.
Für diesen dauerhaften Temperaturunterschied muss die Wärme in der Tropopause irgendwie verschwinden.
Das kann jedoch nur durch Strahlung geschehen, denn sowohl oberhalb wie auch unterhalb der Tropopause
ist die Luft ja deutlich wärmer.

[Skeptiker]

Sie beweisen immer wieder, dass Sie große Schwierigkeiten haben meine einfachen physikalischen
Erläuterungen zu verstehen.

Das die Erde Wärme nur über Strahlung wieder abgeben kann ist eine Binsenweisheit.

[Frau Holle]

Das die Erde Wärme nur über Strahlung wieder abgegeben kann ist eine Binsenweisheit.

So ist es.

Das nicht allein adiabatische Prozesse dieses Geschehen beeinflussen ist schon angemerkt worden [...]

So ist es.

Dann erklären Sie doch mal einem Physiker, wie mit einem adiabatischen Prozess die
Temperaturdifferenzen sowohl zwischen Tropopause und Stratosphäre als auch Tropopause und Troposphäre dauerhaft aufrechterhalten werden könnten.

Warum kommst du immer wieder mit diesem Quatsch?

Niemand muss das erklären, weil es an den Haaren herbeigezogener Unsinn ist, dass lediglich "ein Prozess" – ob adiabatisch oder nicht – die Temperaturdifferenzen dauerhaft aufrecht erhält. Wer behauptet denn sowas? Dein Strohmann vielleicht.

Das Ganze ist ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren. Adiabasie in der Tropopause ist ein wichtiger Bestandteil davon, aber nicht der Einzige. Begreif' das doch endlich!

Wasser in jedweder Form kommt praktisch nur bis zur obersten Schicht der Tropopause vor, und dort nur noch als Gas, das Wärmeenergie in den Weltraum abgibt. Es kommt schon recht kalt an Konvektion/Adiabasie, verliert durch die Abstrahlung noch Energie somit ist es dort eben dauerhaft kalt.

Außerdem ist die Tropoause keine irgendwie festgenagelte Zone. Ihre Höhe vom Boden ändert sich ständig, ist u.a. breitenabhängig und von der Jahreszeit, und mit der globalen Erwärmung steigt sie zunehmend höher. Bekanntlich gibt es auch immer eine Nachtseite, wo sich temperaturmäßig auch Einiges tut in der Troposphäre.

Wie stellst dir das eigentlich vor, so als Physiker? Als ideale Kugel mit irgendwie festgenagelter Atmosphäre und Tropause in fixer Höhe, wo sich vertikal nichts bewegt, die Klimagase an der Tropopause nun rumsitzen, von unten diabatisch erwärmt werden und diese Energie fleißig in die Statosphäre strahlen? Erklär' doch mal einem Nicht-Physiker mit gesundem Menschenverstand, warum es so sein sollte! Das ist eine blödsinnige populistische Vereinfachung, die ganz einfach nicht stimmt, nicht besser als die Behauptung, dass ein adiabatischer Prozess alles erklären sollte, was ja gar niemand behauptet.
 

[hmpf]

...
Das die Erde Wärme nur über Strahlung wieder abgeben kann ist eine Binsenweisheit.

Haben Sie Mut, blamieren Sie sich erneut, indem Sie "beweisen", dass die Erde noch auf andere Weise als durch
Strahlung die von der Sonne – ausschließlich durch Strahlung – empfangene Wärme wieder loswerden kann.

[hmpf]

... Warum kommst du immer wieder mit diesem Quatsch? ...

Weil das elementarste Physik ist.
Zeigen Sie, dass irgendein anderer Prozess als Strahlungskühlung die Temperaturdifferenzen zwischen
der Tropopause und den benachbarten Atmosphärenschichten dauerhaft aufrechterhalten könnte.