Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Rudi Knoth]

...
Natürlich muss es vom Boden erhitzt werden um sich auszudehnen und aufzusteigen. Wie denn sonst und wer unterschlägt das angeblich?
Könntest du auch mal einen Beleg für solch schwachsinnige Äußerungen bringen, oder ist das zu viel verlangt?
 

Sie selbst haben doch „Berechnungen“ zum „adiabatischen Temperaturgradienten“ gebracht.
Da wird nirgends berücksichtigt, dass Luft nur solange aufsteigt, wie ihre Dichte kleiner als die
ihrer Umgebung ist. Sie also wärmer als ihre Umgebung ist und somit nur Wärme von unten nach
oben transportiert und definitiv keine Wärme in den Weltraum strahlt.
Somit transportiert die sich zwar selbst abkühlende Luft trotzdem Wärme nach oben zu den
dünneren Luftschichten.

Wie sieht es denn bei einem Tiefdruckgebiet aus? Hier die Antwort von Perplexity:

Zusammengefasst:

Am Boden: Luft strömt zum Tiefdruckzentrum (Konvergenz)

Im Zentrum des Tiefs: Luft steigt auf (Aufwärtsbewegung)

In der Höhe: Luft strömt vom Zentrum weg (Divergenz).

Diese typische vertikale Luftbewegung führt dazu, dass Tiefdruckgebiete meist wolkenreich und regenbringend sind

Also so kann auch Luft nach oben steien.

Gruß
Rudi Knoth

[Rudi Knoth]

Zu dieser Frage noch eine Antwort von Perplexity (also etwas gemogelt):

In der Troposphäre ist es oben kälter als unten, weil die Erwärmung der Luft hauptsächlich von der Erdoberfläche ausgeht und mit zunehmender Höhe die Wärmezufuhr abnimmt.

Die wichtigsten Gründe im Detail:

Erwärmung von unten: Die Sonne erwärmt zuerst die Erdoberfläche. Diese gibt die Wärme dann an die direkt darüberliegende Luftschicht ab. Je weiter man sich von der Erdoberfläche entfernt (also nach oben steigt), desto weniger Wärme erreicht die höheren Luftschichten.

Im Prinzip trivial aber kombiniert mit der hier von "hmpf" genannten Strahlungskühlung durch Treibhausgase schon recht plausibel.

Luftdruck und Teilchendichte: In Bodennähe ist der Luftdruck höher, die Luftmoleküle sind dichter gepackt und stoßen häufiger zusammen. Diese Kollisionen sorgen für mehr Wärme. In höheren Luftschichten ist die Luft „dünner“; die Moleküle stoßen seltener zusammen, wodurch weniger Wärme erzeugt wird.

Aus meiner Sicht nicht plausibel. Die Temperatur ist aus meiner Sicht die Ursache für die Zusammenstöße und nicht umgekehrt.

Abnahme der Temperatur mit der Höhe: Im Mittel sinkt die Temperatur in der Troposphäre pro 1,000 Meter um etwa 6,5 Grad Celsius.

Klingt trivial.

Abkühlung durch aufsteigende Luft: Zusätzlich kühlt aufsteigende Luft ab, weil sie sich im geringeren Umgebungsdruck ausdehnt (adiabatische Abkühlung).

Das ist die hier kontrovers diskutierte Erklärung mit der adiabatischen Abkühlung. Diese wäre aber mit der unterschiedlichen Nähe zur Erde schon sinnvoll.

[/quote]

Gruß
Rudi Knoth

[Rudi Knoth]

Nun noch die Links, die Perplexity mitgibt.

Eine Wissenschaftssendung vom ORF

Eine Wettersendung vom SRF

Ein Beitrag in "Gute Frage"

ein schweizer blog über Wetter

Gruß
Rudi Knoth

[Skeptiker]

Da CO2-Theologen ja die aktuelle Strahlungsemission der Treibhausgase leugnen oder mittels
„Strahlungstransportgleichungen“ (Re-Emission) wegrechen, ergäbe sich eine mittlere Erdoberflächen-
Temperatur von ca. -18 °C.
Da aber die Treibhausgase durch ihre Strahlungsemissionen bereits über 60 % ihrer Absorption kompensiert
haben, kämen wohl nur +2 °C heraus, wenn man die Treibhausgase heute entfernen würde.

Die +15 °C heutige Durchschnittstemperatur beruhen wesentlich auf dem Treibhauseffekt durch IR-aktive Gase.
Die –18 °C sind eine reale, physikalisch belastbare Berechnung für eine Erde ohne Treibhausgase.
Treibhausgase strahlen – das ist zentraler Bestandteil der Physik, nicht Widerspruch.
Die Aussage, Treibhausgase hätten „60 % ihrer Absorption schon wieder abgestrahlt“, beschreibt einen normalen Energiefluss, aber keine Reduktion des Treibhauseffekts in dem Sinn, dass CO₂ nicht wirksam wäre.

[Skeptiker]

Das ist physikalischer Unfug. Die Reichweite der Wärmeleitung ist unendlich.
Wenn Sie ein ideal thermisch isoliertes Zimmer mit einem 50 °C warmen Ofen haben, fällt die Temperatur
zunächst im Zimmer mit wachsender Entfernung vom Ofen ab. Da jedoch wegen der Isolierung keine Wärme
das Zimmer verlassen kann, steigt die Temperatur mit der Zeit auch an den Wänden des Zimmers.
Erst wenn überall im Zimmer 50 °C herrschen, gibt es keinen Wärmefluss mehr.
Das gleiche müsste auch auf der Erde passieren, da sie ja vom Weltraum umgeben ist und es keine bessere
thermische Isolation gibt als dessen Vakuum.

Den physikalischen Unfug erzählst immer nur du:
Wärmeleitung hat keine „Reichweitengrenze“, aber eine zeitlich und räumlich stark limitierte Wirkung in der Atmosphäre.
Ein abgeschlossener Raum mit Ofen kann sich angleichen – aber die Erde steht im dauernden Energieaustausch mit dem Weltraum.
Deshalb ist der Vergleich mit einem isolierten Raum nicht übertragbar auf das Klimasystem der Erde.

[Skeptiker]

Meinen Sie, ich könnte nicht im Internet suchen?

Wie es aussieht kannst du immer wieder nur dieselben 2 Grafiken posten und dazu immer wieder denselben Unsinn erzählen.

[Skeptiker]

Kindchen, eine bessere thermische Isolierung als das kilometerdicke Vakuum des Weltraumes gibt es nicht.
Ohne Treibhausgase kann die Atmosphäre keine Wärme mit dem Weltraum austauschen!

Ohne Treibhausgase würde die Erde die Energie direkt wieder ins All abstrahlen, da die Atmosphäre IR Transparent wäre ohne Treibhausgase. Du Physiker.
Also nix mit Isolierung.

[Skeptiker]

Warum trauen Sie sich nicht eine Frage zu stellen?

Hab ich doch unlängst schon. Du konntest beide nicht beantworten. Ist auch klar mit deiner Kindergartenphysik.

[Skeptiker]

Gott sind Sie dummdreist eingebildet.

Ich weiß einfach nur mehr als du, dass ist alles.

Ohne Treibhausgase würde die Atmosphäre vom Boden durch Wärmeleitung und Konvektion
und von der UV-Absorption des Ozons erwärmt.
Sie hätte aber keine Möglichkeit diese Wärme in den Weltraum abzustrahlen.
Also wäre sie wie in dem gut isolierten Zimmer überall genauso warm bzw. kalt wie der Erdboden.
Das ist jetzt aber schon Kindergartenniveau.
Bitte erst denken und dann schreiben!

Diese Vorstellung klingt auf den ersten Blick plausibel – ist aber physikalisch nicht korrekt, weil sie einige zentrale Punkte missversteht.
Wenn die Atmosphäre keine infrarote Strahlung absorbieren oder emittieren kann, ist sie IR-transparent.
Das bedeutet:
Die Sonnenstrahlung (kurzwellig) trifft auf die Erdoberfläche.
Die Erdoberfläche heizt sich auf und strahlt langwellige IR-Strahlung ab.
Diese IR-Strahlung geht direkt durch die Atmosphäre hindurch und entweicht ungehindert in den Weltraum.
Die Atmosphäre selbst wird kaum erwärmt, da sie weder absorbieren noch emittieren kann.
Die Atmosphäre bleibt weitgehend kalt, während die Erdoberfläche heißer wird, um die eingestrahlte Sonnenenergie wieder loszuwerden.

Die Atmosphäre würde durch Wärmeleitung und Konvektion vom Boden erwärmt.

Das ist nur sehr begrenzt richtig:

Wärmeleitung:
Luft hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit.
Die Erwärmung durch reine Wärmeleitung ist extrem ineffizient – und reicht nur für wenige Zentimeter bis Meter in der Nähe des Bodens.

Konvektion:
Damit Konvektion wirkt, muss warme Luft aufsteigen.
Aber warme Luft verliert beim Aufsteigen Energie durch Expansion (adiabatische Abkühlung).
Ohne Treibhausgase gibt es keinen Abstrahlverlust oben – also keinen Antrieb für dauerhafte Konvektion.

Fazit: Wärmeleitung und Konvektion können nicht die ganze Atmosphäre dauerhaft erwärmen.

Ja, Ozon absorbiert UV-Strahlung in der Stratosphäre.
Aber:
Die UV-Absorption durch Ozon wirkt oberhalb von ~15–20 km – das betrifft also nicht die Troposphäre (die Wettschicht).
Ohne Treibhausgase ist die Energieverteilung in der Atmosphäre stark gestört:
Oben wird es durch UV etwas wärmer.
Unten wird es warm durch Sonnenlicht auf dem Boden.
Aber dazwischen bleibt es kalt, weil kein effektiver Energieaustausch mehr stattfinden kann.

Also wäre sie wie in dem gut isolierten Zimmer überall genauso warm.

Das ist ein falsches Analogiemodell:
Ein isoliertes Zimmer verhindert Wärmeverlust – die Erde verliert ständig Wärme durch Strahlung ins All.
Ohne treibhausaktive Gase kann nur die Oberfläche strahlen – nicht die Atmosphäre.
Daher muss die Oberfläche heißer werden, um die volle Energiemenge loszuwerden.
Die Atmosphäre bleibt dabei größtenteils kühl, weil sie nicht direkt an diesem Strahlungsprozess teilnimmt.

[Rudi Knoth]

@hmpf

Nun ist bei mir auch der Groschen gefallen. Betrachtet man die Situation etwa in einem kubischen Raum wie in ihrem Zimmer, dann ist der Ansatz mit der kühlenden Wirkung der Treibhausgase doch schon eine gute Erklärung für die Temperaturschichtung. Denn in einem beheizten Raum ist in der Tat der Temperaturgradient positiv. Wie die Tatsache, daß es in der Sauna oben am wärmsten ist.

Gruß
Rudi Knoth