Warum ist es auf dem Berg kalt?

[hmpf]

...
Naja, da es um Meteorologie geht wird wohl vorausgesetzt, dass sich die Aussagen auf die Erdatmosphäre beziehen. Es gibt ja eine Sonne, die permanent nachheizt.
"Die Temperatur ist generell vom Luftdruck abhängig" stimmt so allgemein natürlich nicht. Für die Erdatmosphäre aber vermutlich schon.
 

Ach, die Erdatmosphäre entzieht sich den physikalischen Gesetzen?
Ich weiß, warum die Temperatur mit der höhe abnimmt, nur alle von mir gefundenen Quellen hierzu,
missachten bei ihren Erklärungsversuchen die Physik. Eine adiabatische Atmosphäre gibt es nämlich nicht.

[Frau Holle]

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Naja, da es um Meteorologie geht wird wohl vorausgesetzt, dass sich die Aussagen auf die Erdatmosphäre beziehen. Es gibt ja eine Sonne, die permanent nachheizt.
"Die Temperatur ist generell vom Luftdruck abhängig" stimmt so allgemein natürlich nicht. Für die Erdatmosphäre aber vermutlich schon.
 

Ach, die Erdatmosphäre entzieht sich den physikalischen Gesetzen?
Ich weiß, warum die Temperatur mit der höhe abnimmt, nur alle von mir gefundenen Quellen hierzu,
missachten bei ihren Erklärungsversuchen die Physik. Eine adiabatische Atmosphäre gibt es nämlich nicht.

Oh, dann sind Sie vielleicht ein "Klimaleugner"? In dem Fall ist es zweifellos das richtige Forum für Sie.

Die Klimaexperten haben sich ja in den letzten Jahren exponentiell vermehrt, ähnlich wie schlagartig die Virologen und regelmäßig die Fussballtrainer bei einer WM. Auf jeder Wohnzimmercouch sitzt einer. Inzwischen gibt es allein ein Deutschland grob geschätzt ein paar Millionen Klimaexperten, und alle haben etwas studiert, wenn auch nicht gerade Meteorologie.

Wer behauptet denn eine "adiabatische Atmosphäre" und in welchem Zusammenhang?
 

[hmpf]

...
Oh, dann sind Sie vielleicht ein "Klimaleugner"? In dem Fall ist es zweifellos das richtige Forum für Sie.
Die Klimaexperten haben sich ja in den letzten Jahren exponentiell vermehrt, ähnlich wie schlagartig die Virologen und regelmäßig die Fussballtrainer bei einer WM. Auf jeder Wohnzimmercouch sitzt einer. Inzwischen gibt es allein ein Deutschland grob geschätzt ein paar Millionen Klimaexperten, und alle haben etwas studiert, wenn auch nicht gerade Meteorologie.
Wer behauptet denn eine "adiabatische Atmosphäre" und in welchem Zusammenhang?
 

Googlen Sie einfach mal nach: „warum sinkt die Temperatur mit der Höhe“
Wie gesagt, ich kenne die physikalisch beweisbare korrekte Antwort.
Google offensichtlich nicht. Wie kommen Sie auf Klimaleugner?

[Frau Holle]

Googlen Sie einfach mal nach: „warum sinkt die Temperatur mit der Höhe“
Wie gesagt, ich kenne die physikalisch beweisbare korrekte Antwort.

Warum sollte ich dann googeln, wenn Sie doch die Antwort kennen?
Oder habe ich sie verpasst... habe nicht den ganzen Faden gelesen.

Also warum sinkt sie mit der Höhe? Die physikalisch korrekte Antwort bitte. Bin ja nicht zum Vergnügen hier.

Wie kommen Sie auf Klimaleugner?

Nur so eine Idee, weil ich solchen schon begegnet bin und die mitunter was von adiabatisch reden und davon, wie sich die Atmosphäre "in Wahrheit" verhält... natürlich gaaanz anders als die Klimaforschung sagt.
 

[hmpf]

...
Also warum sinkt sie mit der Höhe? Die physikalisch korrekte Antwort bitte. ...

Also warum es bis zur Tropopause in der Troposphäre immer kälter wird, ist einfach erklärt.
Die Erde ist vom Vakuum des Weltraumes umgeben. Da gibt es keinerlei Wärmeleitung.
Also müsste die Atmosphäre in allen Höhen etwa gleich warm sein, denn innerhalb der Atmosphäre
gibt es ja die – wenn auch nur schwache – Wärmeleitung.
Tatsächlich sinkt die Temperatur aber in der Troposphäre dramatisch:

Der Grund dafür ist einfach. Einige Gase der Atmosphäre können im Bereich um 10 µm Wärme in den
Weltraum strahlen und kühlen sich dabei ab.
Da Gase nur auf den Wellenlängen strahlen können, auf denen sie auch absorbieren, sind es die Treibhausgase
H2O und CO2, die die Atmosphäre und damit das System Erde/Atmosphäre abkühlen.

[Frau Holle]

Einige Gase der Atmosphäre können im Bereich um 10 µm Wärme in den
Weltraum strahlen und kühlen sich dabei ab.
Da Gase nur auf den Wellenlängen strahlen können, auf denen sie auch absorbieren, sind es die Treibhausgase H2O und CO2, die die Atmosphäre und damit das System Erde/Atmosphäre abkühlen.

Die Treibhausgase in der Troposhpäre kühlen diese also ab, indem sie bestimmte Wellenlängen in den Weltraum abgeben.

Da stellen sich folgende Fragen:
1. Strahlen sie denn mehr in den Weltraum ab als zurück in die Troposhäre? Die Richtung sollte doch eher zufällig sein, also gleich viel Strahlung in alle Richtungen.
2. Warum sollte der Effekt nicht direkt mit dem Luftdruck zusammen hängen? Mit zunehmender Höhe gibt es immer weniger Moleküle, die absorbieren oder abstrahlen können.

Ich fürchte, Ihre Erklärung deckt nur einen kleinen Teilaspekt des ganzen Sachverhalts ab. So einfach ist es wohl nicht. Wenn man ihren Gedanken weiter spinnt, dann kommt man unweigerlich zu dem Schluss, dass die Troposphäre durch mehr Treibhausgase zunehmend kühler werden müsste, was natürlich das genaue Gegenteil dessen ist, was die Klimaforschung seit Jahrzehnten beobachtet. Alle Daten sprechen dagegen.

Sind sie womöglich doch ein "Klimaleugner", der es besser weiß als die Experten, weil er mal Physik studiert hat? Wenn ja: Wann wollen Sie die Katze aus dem Sack lassen?
 

[Skeptiker]

ChatGPT kennt folgende Erklärungen:
1. Wärmequelle: Die Erdoberfläche
Die Hauptquelle der Erwärmung der Atmosphäre ist die Erdoberfläche, nicht die Sonne direkt. Die Sonne erwärmt zwar die Erde, aber der Boden nimmt diese Strahlung auf und gibt sie dann als Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) wieder an die Atmosphäre ab. Das bedeutet: Die Luft wird von unten her erwärmt.

2. Abnehmender Luftdruck mit der Höhe
Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab – es ist weniger Luft über einem, die Gewicht auf die untere Luftschicht ausübt. Wenn ein Luftpaket aufsteigt, dehnt es sich aus, weil der Druck abnimmt. Dabei verbraucht es Energie für die Ausdehnung, wodurch es sich abkühlt (das nennt man adiabatische Abkühlung).

3. Geringere Wärmespeicherung in großer Höhe
In höheren Luftschichten ist die Luftdichte geringer, und weniger Luft bedeutet auch weniger Moleküle, die Wärme speichern und transportieren können. Die Wärmestrahlung vom Boden verliert also mit der Höhe an Wirkung.

4. Strahlungsverluste
Luftmoleküle geben auch ständig Wärmestrahlung in alle Richtungen ab – auch nach oben ins Weltall, wo keine Gegenstrahlung zurückkommt. In größerer Höhe überwiegen diese Verluste, weil die Atmosphäre dünner ist.

Aber: Nicht in allen Höhen nimmt die Temperatur ab!
In der Stratosphäre (ab ca. 10–15 km Höhe) steigt die Temperatur wieder an – dort absorbiert die Ozonschicht UV-Strahlung der Sonne und erwärmt sich dadurch.

Die Temperaturabnahme gilt also hauptsächlich für die Troposphäre, die unterste Schicht der Atmosphäre, in der das Wetter stattfindet.

[Frau Holle]

ChatGPT kennt...

Das deckt sich ungefähr mit dem, wie ich es mir vorstelle. Bin kein Experte, aber es klingt logisch.

Festzustellen ist jedenfalls, dass der Luftdruck eine wichtige Rolle spielt für die Antwort auf die Frage, warum es auf dem Berg kälter ist als im Tal.

Der angemeckerte Satz "Je höher man dann steigt, umso mehr nimmt die Temperatur ab, weil der Druck abnimmt" ist also nicht grottenfalsch. Der Druck ist nur nicht die einzige Erklärung. Ein Mathematiker würde sagen "notwendig, aber nicht hinreichend".
 

[hmpf]

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Die Treibhausgase in der Troposhpäre kühlen diese also ab, indem sie bestimmte Wellenlängen in den Weltraum abgeben.
Da stellen sich folgende Fragen:
1. Strahlen sie denn mehr in den Weltraum ab als zurück in die Troposhäre? Die Richtung sollte doch eher zufällig sein, also gleich viel Strahlung in alle Richtungen.
2. Warum sollte der Effekt nicht direkt mit dem Luftdruck zusammen hängen? Mit zunehmender Höhe gibt es immer weniger Moleküle, die absorbieren oder abstrahlen können.
... 

Danke für Ihre begründete Frage!
Nun, nehmen wir als Beispiel das CO2. Es absorbiert und strahlt im Bereich 13 bis 17 µm.
Das liegt nahe am Maximum der Erdstrahlung bei 10 µm.

Über 95 % der Erdstrahlung im Bereich von 13 bis 17 µm wird auf dem untersten Kilometer in der
Atmosphäre bereits absorbiert. Die ganze Atmosphäre enthält aber prozentual überall fast gleichviel CO2.
Also strahlt auch dieses in alle Richtungen gleichmäßig. Allerdings werden fast alle vom CO2 emittierten
Photonen vom CO2 selbst oder vom Erdboden wieder absorbiert. Deshalb erzeugen diese Photonen
keine Temperaturdifferenz in der Atmosphäre.
Nur die Photonen, welche aus den oberen Atmosphärenschichten emittiert werden, haben eine Chance den
Weltraum zu erreichen. Da deren Photonen das System Erde/Atmosphäre ohne Wiederkehr verlassen,
entziehen sie dem System Erde/Atmosphäre Wärme. Sie kühlen also die oberen Atmosphärenschichten.
Von Ballonen oder vom Weltraum aus kann man diese Photonen messen:

Man sieht, die Strahlung außerhalb des Atmosphärischen Fensters ist keinesfalls gleich null, wie in Abb. 1
dargestellt. Das liegt daran, dass in Abb. 1 eine reine Transmissionsmessung mit sehr heißer (ca. 1500 °C)
Strahlungsquelle durchgeführt wurde. Dabei geht die Eigenstrahlung der Gase natürlich im Rauschen unter.
In Abb. 4 ist die ca. 15 °C kalte Erde die Strahlungsquelle und die strahlt in ihrem Atmosphärischen Fenster
nicht viel stärker als die Gase H2O und CO2.
Die Bilder habe ich übrigens einem Dokument der Uni Heidelberg entnommen:
https://www.physi.uni-heidelberg.de/~ei ... imente.pdf
Soweit alles klar?

[hmpf]

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2. Abnehmender Luftdruck mit der Höhe
Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab – es ist weniger Luft über einem, die Gewicht auf die untere Luftschicht ausübt. Wenn ein Luftpaket aufsteigt, dehnt es sich aus, weil der Druck abnimmt. Dabei verbraucht es Energie für die Ausdehnung, wodurch es sich abkühlt (das nennt man adiabatische Abkühlung).
...

Den Quatsch findet man öfter im Internet – daher hat übrigens ChatGPT sein Wissen.
Das ist jedoch physikalisch grundlegend falsch.
Adiabatisch heißt: ohne Wärmeleitung. Gase haben aber – wenn auch eine geringe – Wärmeleitung.
Wenn Luft aufsteigt, muss auch Luft absteigen. Beide Effekte heben sich also auf.
Wenn es eine feste Beziehung zwischen Druck und Temperatur gäbe, müsste ja in einem Autoreifen
dauerhaft höhere Temperatur herrschen, als in der Umgebung.

Naturwissenschaft gründet sich im Gegensatz zur Theologie auf Hinterfragen.
Hinterfragen kann ChatGPT nur sehr eingeschränkt.
Es plappert im Wesentlichen (nur Lügen) aus dem Internet nach.