hmpf hat geschrieben:Da ja hier @Kurt, @Skeptiker und @Frau Holle um jeden Preis eine sachliche Diskussion verhindern wollen:hmpf hat geschrieben:Da ja hier @Kurt, @Skeptiker und @Frau Holle um jeden Preis eine sachliche Diskussion verhindern wollen:hmpf hat geschrieben:Im Internet findet man häufig Behauptungen - auch von Meteorologen –, welche die Abnahme der
Temperatur mit der Höhe in der Atmosphäre recht abenteuerlich und unphysikalisch „erklären“.
Da wird z.B. behauptet, die Temperatur sei ja die kinetische Energie der Moleküle und müsse mit der Höhe abnehmen.
Dabei wird in kindlicher Weise angenommen, die Moleküle würden Ihre jeweilige Höhe in der Atmosphäre
im Freiflug erreichen und beim Aufstieg würde ihre Geschwindigkeit und damit kinetische Energie natürlich abnehmen.
In der Realität erreichen die Moleküle ihre Höhe in der Atmosphäre jedoch dadurch, dass es unten zu eng wird
und sie von ihren Nachbarmolekülen nach oben geschubst werden. Das nennt man Auftrieb. Dadurch verlieren die Moleküle
keine Bewegungsenergie. Im Gegenteil wenn ihre Temperatur zufällig kleiner war, wird ihnen von unten sogar eingeheizt.
Jedes aufsteigende Luftpaket erzeugt unter sich einen Unterdruck und über sich einen Überdruck.
Diese Druckdifferenz lässt in Summe stets genauso viel Luft aufsteigen wie absteigen.
Im Endeffekt ergeben sich durch kleine Temperaturunterschiede somit Kreisströmungen.
Diese können aber keine Temperaturdifferenzen erzeugen. Im Gegenteil diese Kreisströmungen gleichen
vorhandene Temperaturdifferenzen sogar aus.
Wenn es oben wärmer ist, bringt der aufsteigende Teil der Kreisströmung Kälte nach oben und der absteigende
Teil der Kreisströmung bringt Wärme nach unten. Dadurch wird die vorhandene Temperaturdifferenz abgebaut.
Wenn es oben kälter ist, bringt der aufsteigende Teil der Kreisströmung Wärme nach oben und der absteigende
Teil der Kreisströmung bringt Kälte nach unten. Dadurch wird die vorhandene Temperaturdifferenz abgebaut.
Also sind alle Behauptungen und „Rechnungen“ auf Basis potentieller Energie oder Konvektion gequirlter Bullshit.
Der einzige Grund für die Temperaturabnahme mit der Höhe in der Atmosphäre sind die Strahlungsemissionen
der Treibhausgase, die oberhalb von ca. 4 km nicht mehr komplett in der Atmosphäre absorbiert werden und
so den Weltraum auf nimmer Wiedersehen erreichen und damit den emittierenden Treibhausgasmolekülen Wärmeenergie
„entwendet“ haben.
hmpf hat geschrieben:Da ja hier @Kurt, @Skeptiker und @Frau Holle um jeden Preis eine sachliche Diskussion verhindern wollen:hmpf hat geschrieben:Da im Internet oft Berechnungen zu adiabatischen Temperaturgradienten zu finden sind, glauben viele,
dass dieser Temperaturgradient (engl. lapse rate) sich von selbst in der Atmosphäre einstellen würde.
Das stimmt natürlich nicht. Um einen Temperaturgradienten verschieden von 0 zu erzeugen, braucht es
sowohl eine Wärmequelle (z.B. den Erdboden) als auch eine Wärmesenke (die Treibhausgase).
Fehlt eines von beiden, ergibt sich, nach Auffüllen der Wärmekapazitäten der beteiligten Stoffe, stets ein
Temperaturgradient von 0.
Dies wird - etwas versteckt - in diesem Wiki beschrieben:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lapse_rateThe presence of greenhouse gases on a planet causes radiative cooling of the air,
which leads to the formation of a non-zero lapse rate.
D.h.: ohne Treibhausgase wäre die Atmosphäre überall genauso warm wie der Erdboden.
Im gleichen Dokument findet man auch die Bedeutung des „adiabatischen“ Temperaturgradienten:When the environmental lapse rate is less than the adiabatic lapse rate
the atmosphere is stable and convection will not occur.[13]: 63
D.h.: dieser errechnete Wert zeigt, ob die aktuelle Atmosphäre durch Konvektion instabil wird.
Mehr sagt der errechnete adiabatische Temperaturgradient nicht aus.
Er stellt allerdings auch eine Grenze dar, denn die beim Überschreiten des adiabatischen
Temperaturgradienten einsetzende Konvektion, vergrößert die statische Wärmeleitfähigkeit der Luft
und behindert somit ein weiteres Ansteigen des natürlichen Temperaturgradienten in der Atmosphäre.
Die Werte des adiabatischen Temperaturgradienten liegen zwischen 9,8 bei sehr trockener Luft und etwa
4 K°/km bei sehr feuchter Luft.
Wie gesagt, ohne Treibhausgase läge der reale Temperaturgradient stets bei ca. 0 K°/km.
hmpf hat geschrieben:Da ja hier @Kurt, @Skeptiker und @Frau Holle um jeden Preis eine sachliche Diskussion verhindern wollen:hmpf hat geschrieben:Rudi Knoth hat geschrieben:...
Da muß ich Ihnen Recht geben. Die Konvektion verringert den Temperaturgradienten. Für den globalen Temperaturgradienten ist in der Tat der Treibhauseffekt und dessen Gase verantwortlich. Allerdings kann eine Luftsäule durch Erwärmung vom Boden aus aufsteigen und sich dabei adiabatisch abkühlen. ...
Wenn der reale Temperaturgradient in der Atmosphäre aber unter dem aktuell feucht adiabatischen
Temperaturgradienten liegt, ist es mit dem Aufsteigen schnell wieder vorbei, weil die aufsteigende Luft sich ja
nach wenigen Höhenmetern bereits unter die Temperatur der Umgebungsluft adiabatisch abgekühlt hat.
Wenn der ausschließlich von den Treibhausgasen erzeugte reale Temperaturgradient größer als der
errechnete adiabatische Temperaturgradient ist, kann sich die aufsteigende Luft nicht schnell genug abkühlen
und bleibt deshalb über viele Höhenmeter wärmer als die Umgebungsluft.
Das ist die Bedeutung des adiabatischen Temperaturgradienten. Ist der reale Temperaturgradient größer als
der errechnete adiabatische Temperaturgradient kommt es zu starker Konvektion – sonst nicht.
Eine Temperaturdifferenz können Konvektionen nicht erzeugen, sie können sie nur verringern.
hmpf hat geschrieben:Nochmal für die Lernbehinderten hier:
Dass sich Gase und Flüssigkeiten beim Ausdehnen abkühlen ist bewiesen und nicht strittig.
Nur kann dieser Effekt keine Wärme aus dem Wasser oder der Atmosphäre verschwinden lassen.
Sonst müsste es ja mit zunehmender Wassertiefe in den Ozeanen immer wärmer werden:hmpf hat geschrieben:Hier noch ein Versuch mit dem „adiabatischen Unfug“ aufzuräumen:
https://www.phbern.ch/sites/default/fil ... _kalte.pdfWarmes Wasser ist leichter als kaltes Wasser und steigt deshalb auf, während kaltes Wasser absinkt.
Für Meerwasser gilt das gleiche wie für Luft, es dehnt sich oberhalb von +4 °C aus und kühlt sich dabei ab.
Deshalb ist es in Ozeanen unten kalt und oben warm. Warmes Wasser ist nun mal leichter als kaltes Wasser.
Dasselbe gilt auch für Luft. Auch die kühlt sich beim Aufstieg ab, aber letztlich steigt warme Luft auf und
kalte Luft sinkt zu Boden.
Dass es in der Atmosphäre anders ist, liegt an der durch die Treibhausgase erzeugte Wärmesenke oberhalb
von ca. 4 km. Ab da erreichen die von den Treibhausgasen erzeugten und nach oben abgestrahlten Photonen
teilweise den Weltraum und verschwinden mit ihrer Energie auf Nimmerwiedersehen. Somit entziehen diese
Photonen der Atmosphäre oberhalb von 4 km Wärme.
Adiabasie kann der Atmosphäre keine Wärme entziehen. Wohin und wie sollte die auch verschwinden?
hmpf hat geschrieben:Also nochmal für die etwas Langsameren hier:
Luft kühlt sich beim Aufstieg zwar ab, jedoch ist dies kein Grund für die Temperaturabnahme
mit der Höhe in der Atmosphäre.
Man stelle sich eine isotherme Atmosphäre vor, bei der es in jeder Höhe gleich warm ist.
Warum sollte da ein Luftpaket aufsteigen?
Wenn ein Luftpaket aufsteigt, dann wurde es von unten vom Erdboden, welcher sich durch die stärker
werdende Sonneneinstrahlung z.B. am Morgen erhitzt hat, erwärmt.
Dieses Luftpaket steigt aber nur solange auf, wie es wärmer als die Umgebungsluft ist.
Somit hat diese adiabatische Abkühlung des Luftpakets insgesamt weder das Luftpaket selbst noch
die Umgebungsluft abgekühlt.
Hat es jetzt geklingelt, dass Luftströmungen keine Wärmesenke darstellen können und deshalb nicht die
Ursache für die Temperaturabnahme mit der Höhe in der Troposphäre sein können?
hmpf hat geschrieben:Für die User, die mit dem Begriff der „kühlenden Wirkung“ der Treibhausgase nichts anfangen können:
Da die Erde vom Vakuum des Weltraums umgeben ist, muss sie sämtliche von der Sonne empfangene
Strahlung plus die Wärme, die in ihrem Inneren durch Kernspaltung entsteht, exakt wieder in den Weltraum
abstrahlen. Wenn sie etwas weniger abstrahlt, heizt sie sich auf.
Treibhausgase absorbieren Teile der Strahlung, die der Erdboden im Bereich von 4 bis 50 µm abstrahlt:
Wie man sieht, absorbieren hauptsachlich die Treibhausgase H2O und CO2 alle Strahlung außerhalb des blauen
Atmosphärischen Fensters (8 bis 13 µm).
Die Erde muss also, die von der Sonne empfangene Strahlung plus Wärme aus dem Erdinneren nun durch den
kleineren Spektralbereich 8 bis 13 µm abstrahlen. Das kann sie nur, indem sie ihre Temperatur anwachsen lässt.
Es gibt Berechnungen, die behaupten, dazu müsste sich die Erde um 33 C° erwärmen. Wir hätten also ohne
Treibhausgase statt der heutigen mittleren 15 °C eine mittlere Oberflächentemperatur von -18 °C auf der Erde.
Nun bei dieser Berechnung wurde unterschlagen, dass jede Materie auf den Wellenlängen, auf denen sie
absorbiert auch Strahlung emittiert. Das sieht man schön auf Satellitenspektren oder diesem Ballonspektrum:
Die Strahlung außerhalb des Atmosphärischen Fensters (8 – 13 µm) stammt von den Treibhausgasen H20 und CO2.
Die Absorption außerhalb des blauen Atmosphärischen Fensters (Abb. 1) erfolgt zu über 99 % auf dem
untersten Kilometer in der Atmosphäre. Da die Treibhausgase z.T. recht gut in der Atmosphäre verteilt sind,
strahlen sie aus nahezu allen Höhenbereichen. Da sie ihre Strahlung jedoch auch wieder genauso absorbieren
wie die Strahlung des Erdbodens, erreichen nur Photonen, welche oberhalb von ca. 4 km emittiert wurden,
den Weltraum. Nur diese Photonen entziehen den oberen Schichten der Atmosphäre Wärme und kühlen diese somit.
Dies sorgt für den Temperaturabfall mit der Höhe in der Atmosphäre – sonst nichts.
hmpf hat geschrieben:Also, dass vertikale Luftströmungen keine Kälte, sondern nur Wärme nach oben transportieren,
hat sogar schon der DWD erkannt:
https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/F ... tschichtenWarme Luft steigt von unten auf, kühlt sich dabei ab und sinkt in der Höhe seitwärts wieder ab.
Dieser Prozess transportiert schnell und wirksam Wärme von der unteren Heizfläche in höhere Luftschichten.
Die Aufwärtsbewegung der Konvektionszelle, die in Form von einzelnen, in Bezug auf die Umgebungsluft
wärmeren bzw. weniger dichten Luftkörpern erfolgt, wird als Thermik bezeichnet.