Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Skeptiker]

Wie soll die -60 °C kalte Tropopause die Wärme mittels des +15 °C warmen Erdbodens abstrahlen?

Die Tropopause strahlt da gar nix ab, sondern der Erdboden. Versteht jeder 5. Klässler, du nicht.

[hmpf]

Hier noch einmal die Temperaturverläufe in der Atmosphäre für bildungswillige User:

Falls es hier noch mehr User gibt, die nicht verstehen, warum es in der Tropopause eine Wärmesenke geben muss:
Nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik fließt Wärme stets von warmen Bereichen zu kälteren
Bereichen – niemals umgekehrt.
Wenn man also einen Kochtopf mit kochendem Wasser auf eine ausgeschaltete kalte Herdplatte stellt,
fließt solange Wärme vom Topf in die Herdplatte, bis die Temperaturen von Platte und Topf exakt gleich sind.
In diesem Beispiel war der Topf mit kochendem Wasser die Wärmequelle und die ausgeschaltete Herdplatte
war die Wärmesenke. In der Atmosphäre ist es genauso:

Da entsprechen Stratosphäre und Troposphäre zwei heißen Töpfen und die Tropopause ist die kalte Herdplatte.
Im vorigen Beispiel wurde die Herdplatte durch die Wärme vom Topf immer wärmer.
Bei der Tropopause passiert das jedoch nicht. Die bleibt seit Jahrzehnten a…kalt.
Der einzige Grund dafür kann nur sein, dass etwas die in die Tropopause permanent fließenden Wärmeströme
aus der Atmosphäre entfernt. Da es aber ober und unterhalb der Tropopause wärmer ist, kann dies nur durch
Strahlung geschehen.
Die einzigen Gase, die im Bereich von 4 bis 50 µm IR-Strahlung absorbieren und deshalb dort auch strahlen
können, sind die Treibhausgase. Die stärksten Vertreter in der Atmosphäre davon sind CO2 und H2O.
Sie stellen die Wärmesenke dar, die die Wärmeenergie von der Sonne über die UV-Absorption des Ozons in der
Stratosphäre und über die Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Konvektion von dem Erdboden über die
Troposphäre wieder an den Weltraum zurückgibt.
Irgendwelche Luftströmungen können nur Wärme innerhalb der Atmosphäre hin und her oder rauf und runter
oder vor und zurück transportieren. Sie können aber keine Wärmeenergie aus der Atmosphäre entfernen.
Ist an meiner Beschreibung etwas unklar?

Den Temperaturgradienten in der Troposphäre kann man natürlich „adiabatisch“ nennen und behaupten
die Temperaturabnahme sei, durch die sich beim Aufstieg abkühlende Luft, entstanden.
Dies ist jedoch eine Wunschvorstellung von CO2-Theologen und hat nichts mit Physik zu tun, denn Luft steigt
nur auf, weil und solange sie wärmer als ihre Umgebungsluft ist.
Somit kann die aufsteigende Luft der Umgebungsluft keine Wärme entziehen und sie selbst wird ja nicht kälter
als die Luft, zu der sie aufgestiegen ist.
Also beschreiben alle „adiabatischen Rechnungen“ physikalischen Unfug.
Einzig die Wärmestrahlung der Treibhausgase aus der Atmosphäre oberhalb von 4 km Höhe kann teilweise den
Weltraum erreichen und damit die obere Atmosphäre kühlen.

Da es hier ja offensichtlich noch mehr User im Vorschulalter gibt:
Wenn ein Topf mit Wasser auf einer kalten Herdplatte steht, gleichen sich die Temperaturen des
Topfes und der Herdplatte nach einiger Zeit exakt an.
Regelt man die Herdplatte auf exakt 40 °C, hat man eine Wärmequelle (Herdplatte) und eine
Wärmesenke (Kochtopf + Küchenluft).
Nach einiger Zeit erreicht der Kochtopf ca. 38 °C. Heißer wird er nicht, weil ja permanent auch Wärme
an die Küchenluft abgegeben wird.
Es bleibt also eine Temperaturdifferenz von 2 C° dauerhaft erhalten.
Wenn man jetzt die Küche theoretisch ideal thermisch isolieren würde, würde nach einigen Tagen die
Lufttemperatur in der ganzen ideal isolierten Küche 40 °C betragen.
Jeder Temperaturgradient in der Küche wäre null.
Die Temperaturregelung der Herdplatte würde dann keinen Strom mehr einspeisen, weil es ja keine
Wärmesenke mehr gäbe.
Gibt es daran etwas nicht oder schwer zu verstehen?

Der oft im Internet „berechnete“ „adiabatische Temperaturgradient“ soll einfach nur den wahren Grund
für die Temperaturabnahme mit der Höhe in der Troposphäre verdecken.
Bei der „Berechnung“ des „adiabatischen Temperaturgradienten“ wird dummdreist behauptet, die Luft
wäre mit 15 °C auf dem Erdboden entstanden. Danach wären Teile dieser Luft durch „mystische Kräfte“
auseinandergezogen worden bis sie den Druck der Höhe, für die sie bestimmt waren, erreicht hätten.
Dabei wäre natürlich die Temperatur in dem Luftpaket „adiabatisch“ gesunken.
Sodann wäre dieses gekühlte Luftpaket in seine Bestimmungshöhe gebeamt worden.
Danach würde sich das „adiabatische“ Luftpaket natürlich weigern, Wärme mit seiner Umgebung auszutauschen.
Ansonsten würde es ja von den unteren Luftschichten durch Wärmeleitung wieder auf die Temperatur
erwärmt werden, die es vor seiner „mystischen“ Expansion hatte.

Ich sage mal: wer sich so etwas ausdenkt, frisst auch kleine Kinder.

Für die Lernbehinderten hier:
Bei der Berechnung des „adiabatischen Temperaturgradienten“ wird vorausgesetzt, dass die Luft keine
Wärmeleitfähigkeit hätte. Dann aber würde die Luft in einem aufgepumpten Autoreifen tatsächlich
immer wärmer bleiben als die Umgebungsluft.
Was natürlich jeder praktischen Erfahrung und allen Grundgesetzen der Physik widerspräche.
Auch das Anbrüllen des Autoreifens: „Ich habe dich adiabatisch aufgepumpt!“ hilft da nichts.
Insofern entstammt ein „adiabatischer Temperaturgradient“ nur dem Verdrängungswunsch der CO2-Theologen.
Die Abkühlung mit der Höhe in der Atmosphäre lässt sich nur durch die Strahlungskühlung der Treibhausgase erklären.

[hmpf]

Wie soll die -60 °C kalte Tropopause die Wärme mittels des +15 °C warmen Erdbodens abstrahlen?

Die Tropopause strahlt da gar nix ab, sondern der Erdboden. Versteht jeder 5. Klässler, du nicht.

Gott sind Sie krank!
Weil der Erdboden mit +15 °C strahlt ist die Tropopause -55 °C kalt.
Haben Sie jemals in Ihrem Leben schon einmal etwas von Physik gehört?

[Skeptiker]

Weil der Erdboden mit +15 °C strahlt ist die Tropopause -55 °C kalt.

Nach deiner Logik vielleicht. Aber nach der kann sich ein Luftpaket ja auch nicht selbst abkühlen aber kühlt selbst ab wenn es aufsteigt. Damit kannst du vielleicht Flacherdler begeistern, intelligente Menschen lachen dich dafür einfach nur aus.

[hmpf]

Weil der Erdboden mit +15 °C strahlt ist die Tropopause -55 °C kalt.

Nach deiner Logik vielleicht. Aber nach der kann sich ein Luftpaket ja auch nicht selbst abkühlen aber kühlt selbst ab wenn es aufsteigt. ...

Also wie und wohin verschwindet die Wärme, die permanent in die Tropopause strömt?

Oder können Sie das aus dem Diagramm nicht ablesen?

[Skeptiker]

Also wie und wohin verschwindet die Wärme, die permanent in die Tropopause strömt?

Da gibt's keine Wärme, da ist es furchtbar kalt.

[hmpf]

Also wie und wohin verschwindet die Wärme, die permanent in die Tropopause strömt?

Da gibt's keine Wärme, da ist es furchtbar kalt.

Macht es Sie geil, hier immer wieder Ihre geistige Beschränktheit zu demonstrieren?
Wann wollen Sie anfangen, sich für Physik zu interessieren und aufhören,
hier Dinge zu zitieren, die Sie nicht einmal ansatzweise verstehen können?

[Skeptiker]

Macht es Sie geil, hier immer wieder Ihre geistige Beschränktheit zu demonstrieren?

Für dich reicht es noch. Also wo ist es da oben warm? Ich sehe nur das es da kalt ist.

[hmpf]

Macht es Sie geil, hier immer wieder Ihre geistige Beschränktheit zu demonstrieren?

Für dich reicht es noch. Also wo ist es da oben warm? Ich sehe nur das es da kalt ist.

Gott sind Sie krank!
Wenn es in der Atmosphäre einen Punkt mit -100 °C gibt und in seiner Nähe einen zweiten Punkt
mit -120 °C gibt, dann fließt Wärme vom ersten zum zweiten Punkt!
Macht es Sie geil, hier immer wieder Ihre geistige Beschränktheit zu demonstrieren?
Wann wollen Sie anfangen, sich für Physik zu interessieren und aufhören,
hier Dinge zu zitieren, die Sie nicht einmal ansatzweise verstehen können?

[Frau Holle]

Weil der Erdboden mit +15 °C strahlt ist die Tropopause -55 °C kalt.

Nach deiner Logik vielleicht.

Das kommt schon hin. Die Differenz ist -55°C - 15°C = -70 K. Mit einem Gradienten von -6,5 K/km ist die Tropopause dann in einer Höhe von -70 K / (-6,5 K/km) ≈ 10,8 km.

Also wie und wohin verschwindet die Wärme, die permanent in die Tropopause strömt?

Sie verschwindet durch Abstrahlung der Treibhausgase ins All:

Mit Treibhausgasen (reale Erde)

- Die Atmosphäre selbst absorbiert und emittiert IR-Strahlung.
- Damit können auch obere Luftschichten Wärme ins All abstrahlen.

Folge:
- In der Troposphäre: konvektiver Transport dominiert => adiabatischer Gradient (~ −6,5 K/km im Mittel).
- In der Stratosphäre: Absorption von UV durch Ozon und IR-Emission durch CO₂ => Temperatur steigt wieder mit der Höhe (Inversion).
- Es bildet sich eine Tropopause, an der die Konvektion „stoppt“, weil oberhalb die Strahlung der dominierende Energietransport ist.

Temperaturprofil: Knick bei ~10–15 km => Minimum => dann Anstieg:

Temp.Gradient.png (94.45 KiB) 545-mal betrachtet

Ohne Treibhausgase (nur N₂, O₂, keine IR-Aktivität)

Ohne Strahlungskopplung (z. B. in einer N₂/O₂-Atmosphäre ohne Treibhausgase) gäbe es keine stabile Tropopause, sondern eine reine Adiabatik bis zur Oberfläche. Das Temperaturprofil wäre ganz anders:

- Energieabgabe ans All erfolgt nur direkt von der Oberfläche.
- Die Atmosphäre selbst ist strahlungsdurchlässig => sie hat keine eigene „Kühlmöglichkeit“.
- Vertikal stellt sich eine trocken-adiabatische Schichtung ein (z=Höhe):
dT/dz = -g/cp = -9,8 K/km

Es gibt keine Tropopause – die Temperatur nimmt linear mit der Höhe ab, bis die Luft so dünn ist, dass kaum noch Konvektion übertragen wird.

Das Temperaturprofil ist also eine durchgehende Gerade, von der Oberfläche bis zum oberen Rand der Troposphäre.

Direkter Vergleich

- Nur Adiabatik (ohne Treibhausgase): monoton fallend, keine Tropopause, keine Stratosphäre.
- Strahlungsgekoppelt (mit Treibhausgasen): Knick und Schichtung => Troposphäre (konvektiv), Tropopause, Stratosphäre (strahlungsdominiert):

Temp.Gradient-1.png (56.51 KiB) 554-mal betrachtet