hmpf hat geschrieben:
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?
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:
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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/kmEs 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):
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