Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Frau Holle]

Fangen wir noch einmal bei Adam und Eva an:
Zonen in einem Gas können ausschließlichdurch Wärmeleitung, Wärmefortführung und/oder Wärmestrahlung erwärmt oder abgekühlt werden.

Das ist falsch, wie schon x-mal ausführlich erklärt.

Wann kein ein Luftpaket Aufsteigen? [...]
Kann es am Ende seines Aufstiegs der Umgebung Wärme entziehen?
… Natürlich nicht, da es am Ende seines Aufstiegs genauso warm wie seine Umgebung ist

Genau so kalt trifft es auch. Eben gleich wie die Umgebung und ohne der Umgebung Wärme zu entziehen.

Wenn es tatsächlich nur Adiabasie in der Atmosphäre gäbe

Die Überlegung ist unsinnig, weil es nicht so ist.

Wie sollte dann ein adiabatisches Luftpaket seiner Umgebung überhaupt Wärme entziehen können?

Wieso fragst du immer so blöd wie das geschehen soll, was gar nicht geschieht. Das ist doch völlig hirnrissig. Da könnest du auch fragen wie der Mond eigenes Licht produzieren soll.
 

[Frau Holle]

Fangen wir noch einmal bei Adam und Eva an:
Zonen in einem Gas können ausschließlichdurch Wärmeleitung, Wärmefortführung und/oder Wärmestrahlung erwärmt oder abgekühlt werden.

Das ist falsch, wie schon x-mal ausführlich erklärt. ...

Wodurch könnte sonst noch Wärme von oder zu einer Zone im Gas fließen?

Definiere "fließen".
Durch Wärmeleitung "fließt" Temperatur oder Wärme, ziemlich träge von Molekül zu Molekül.

Durch Konvektion "fließt" eine ganze Zone mit Molekülen, ein Paket oder Blase, und es kommt nur an den Rändern zur Wärmeleitung mit der Umgebung. Innerhalb "fließt" aber keine Temperatur oder Wärme. Es wird innen einfach kälter oder wärmer durch Ausdehnung oder Kompression, bis die Temperatur gleich ist wie an der Übergangszone zur Umgebung, gegenüber der das Luftpaket eben fließt. Dann hört es auf zu fließen und ist von innen heraus so warm oder kalt wie seine Umgebung geworden.

Wärmeleitung spielt dabei eine sehr untergeordnete Rolle, eben nur langsam den Rändern. Obwohl Wärme oder gar Hitze permanent von unten durch schleichende Wärmeleitung nach oben fließt, ist der Aufstieg ganzer Luftpakete mit adiabatischer Abkühlung permanent viel schneller. So bleibt es oben permanent kälter als unten. Das ändert sich niemals nicht.
 

[Frau Holle]

...
Durch Konvektion "fließt" eine ganze Zone mit Molekülen, ein Paket oder Blase, und es kommt nur an den Rändern zur Wärmeleitung mit der Umgebung. Innerhalb "fließt" aber keine Temperatur oder Wärme. Es wird innen einfach kälter oder wärmer durch Ausdehnung oder Kompression, bis die Temperatur gleich ist wie an der Übergangszone zur Umgebung, gegenüber der das Luftpaket eben fließt. Dann hört es auf zu fließen und ist von innen heraus so warm oder kalt wie seine Umgebung geworden. ...

Sie kommen der Realität näher!

Offenbar ein Selbstgespräch. Ich war schon immer bei der Realität, der du dich jetzt als Nachzügler langsam näherst. Naja, besser spät als nie.

Warum sollte innerhalb eines Luftpakets überhaupt keine Wärme fließen?
Auch innerhalb eines „Luftpakets“ kann es prinzipiell zu kleineren Temperaturdifferenzen kommen

Bisschen was geht immer und geht völlig unter im Gesamtprozess. Auf dem Etikett vom Paket steht wohl "Kann Spuren von Wärmeleitung enthalten"

Also geben Sie zu, dass ein adiabatisch aufgestiegenes Luftpaket Wärme und keine Kälte nach oben transportiert.

Überhaupt nicht. "Transportieren" würde ja bedeuten, dass Wärme ins Transportmittel einsteigt und als Wärme auch wieder aussteigt. Das ist genau nicht der Fall. Im Gegenteil: Was unten warm einsteigt, das steigt oben kalt aus, genauso kalt wie die Umgebung oben, und umgekehrt ebenso: Was oben kalt einsteigt, steigt unten warm aus, genauso warm wie die Umgebung unten. Das hatten wir ja jetzt herausgearbeitet. Dache schon, du hättest es verstanden.

Somit können also auch adiabatische Luftströmungen die oberen Luftschichten nicht kühlen.

Die werden nicht gekühlt, richtig. Sie sind einfach permanent kühler als die unteren und bleiben es auch. Stichwort adiabatischer Gradient.
 

[Skeptiker]

Wo bleibt diese Wärme?
Sie wird mit dem sich ausdehnenden und dadurch diabatisch abkühlenden Paket an die Umgebung abgegeben.

Ein sich ausdehnendes Luftpaket gibt bei idealisiertem Aufstieg keine Wärme an die Umgebung ab – es kühlt sich adiabatisch ab, weil es Arbeit gegen den Umgebungsdruck leistet.

[Frau Holle]

...

Also geben Sie zu, dass ein adiabatisch aufgestiegenes Luftpaket Wärme und keine Kälte nach oben transportiert.

Überhaupt nicht. "Transportieren" würde ja bedeuten, dass Wärme ins Transportmittel einsteigt und als Wärme auch wieder aussteigt. Das ist genau nicht der Fall. Im Gegenteil: Was unten warm einsteigt, das steigt oben kalt aus, genauso kalt wie die Umgebung oben, und umgekehrt ebenso: Was oben kalt einsteigt, steigt unten warm aus, genauso warm wie die Umgebung unten. ...  

Genau, also musste unten Wärme eingespeist werden, sonst würde ja keine Luft aufsteigen.

Richtig. Eingespeist wird nur an der Oberfläche, energetisch die Differenz der gesamten Sonneneinstrahlung und der gesamten Abstrahlung durch die strahlungsinaktive Atmosphäre ohne Treibhausgase.

Wo bleibt diese Wärme?
Sie wird mit dem sich ausdehnenden und dadurch diabatisch abkühlenden Paket an die Umgebung abgegeben.

Nein. Sie bleibt in der Atmosphäre, aber aufsteigende Luftpakete kühlen adiabatisch ab. Wärmeleitung spielt eine nennenswerte Rolle nur ganz unten auf den ersten paar Höhenmetern. Adiabatische Abkühlung in aufsteigenden Paketen dominiert und macht die minimale Wärmeleitung beim Aufstieg mehr als wett. So bleiben höhere Luftschichten dauerhaft kälter.

Sonst würde die Konvektion irgendwann zum Stillstand kommen in einer isothermen, mechanisch stabilen Atmosphäre, was völlig unrealistisch ist, weil die Wärmeeinstrahlung an der Oberfläche nun mal sehr unterschiedlich ist. Ist das denn so schwer zu verstehen?
 

[Skeptiker]

Wenn das Paket sich ausdehnt, kühlt es sich ab und leistet dadurch Arbeit gegen die Umgebungsluft.
Diese wird dadurch komprimiert und dadurch erwärmt. Also wird der Umgebung Wärme von dem
wärmeren aber sich abkühlenden Paket zugeführt.

Das klingt logisch – ist aber physikalisch nicht korrekt im Rahmen der adiabatischen Theorie der Atmosphäre.
Die Umgebung wird nicht komprimiert.
Die Umgebung „macht Platz“, aber ihr Druck nimmt nach oben sowieso ab. Das aufsteigende Paket dehnt sich also in den niedrigeren Umgebungsdruck hinein – es verrichtet Arbeit, aber komprimiert keine Luft darüber.

Also wird die Umgebung erwärmt und nicht abgekühlt.

Hier wird Volumenarbeit mit Wärmetransfer verwechselt.
Ja, das Paket verrichtet Arbeit an der Umgebung → aber diese Arbeit wird nicht als Wärme in die Umgebung übertragen.
Die Umgebung bleibt auf ihrem jeweiligen Druck-Temperatur-Gleichgewicht.
Es gibt keinen Netto-Wärmefluss vom Paket zur Umgebung (in der idealisierten Adiabatik).

Für einen angeblichen Physiker verwechselst du hier ziemlich viel und sitzt vielen Missverständnissen auf,

[Skeptiker]

Noch mal, wie könnte Konvektion die Wärme aus der Atmosphäre dauerhaft abfließen lassen,
welche ihr dauerhaft vom Erdboden eingespeist wird?

Durch adiabatischen Aufstieg von Luftpaketen und anschließender Strahlung in den Weltraum. Das ist doch mittlerweile öfter erläutert worden.

[Frau Holle]

Noch mal, wie könnte Konvektion die Wärme aus der Atmosphäre dauerhaft abfließen lassen,
welche ihr dauerhaft vom Erdboden eingespeist wird?

Wieso verlangst du immer Erklärungen für deine völlig aus der Luft gegriffenen, grottenfalschen Annahmen?

Im Szenario ohne Treibhausgase fließt keine Wärme aus der Atmosphäre ab. Wer außer dir behauptet so einen Blödsinn?

Wärmeenergie kann nur durch Strahlung von der Oberfläche in den Weltraum abgegeben werden. Es stellt sich ein Gleichgewicht ein mit permanent gleich viel Wärme in der Atmosphäre. Die Temperatur ist lediglich vertikal nicht gleichmäßig verteilt. Es ist unten einfach permanent wärmer als oben. Der Grund wurde dir bis zum Abwinken erklärt. Versteh's oder versteh's nicht.

Mit Treibhausgasen ist es Grunde das Gleiche, nur dass dabei die Atmosphäre Strahlung aus den oberen Schichten in den Weltraum abgibt. Es stellt sich ebenfalls ein Gleichgewicht ein, und natürlich nimmt auch hier die Temperatur mit der Höhe ab.
 

[Frau Holle]

... Es stellt sich ein Gleichgewicht ein mit permanent gleich viel Wärme in der Atmosphäre.
Die Temperatur ist lediglich vertikal nicht gleichmäßig verteilt.
Es ist unten einfach permanent wärmer als oben. ...

Temperaturunterschiede können nur erhalten bleiben, wenn eingespeiste Wärme auch abfließen kann.

Das stimmt eben nicht.

In der Atmosphäre gibt es aber genauso viel aufsteigende, sich abkühlende Luft, wie auch
gleichviel absteigende sich erwärmende Luft.
Dadurch kann die ständig vom Erdboden in die Atmosphäre eingeleitete Wärme aber nicht vernichtet werden.

Umverteilung ist keine Vernichtung und es ist dazu auch keine Vernichtung nötig.

Durch zirkulierende Luftbewegungen kann keine Temperaturdifferenz erzeugt werden.
Das ist elementarste Thermodynamik und sollte eigentlich auch einem Laien verständlich sein.

Zirkulierende Luftbewegung kann es nur geben, wenn eine Temperaturdifferenz existiert. Wegen der ungleichmäßigen Einstrahlung der Sonne wird die immer existieren.
Das ist elementarste Logik und sollte eigentlich auch einem Laien verständlich sein.
 

[Skeptiker]

Nur, wie könnte die Atmosphäre ohne Treibhausgase im Bereich von 5 bis 50 µm überhaupt Strahlung in den Weltraum senden?

Ohne Treibhausgase müsste die Atmosphäre keine Wärme abgeben – weil sie kaum welche aufnehmen könnte.
Dann wäre die Atmosphäre fast wirkungslos für die Erdtemperatur. Die Oberfläche müsste allein abstrahlen.