Warum ist es auf dem Berg kalt?

[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.
 

[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".
 

[Frau Holle]

...
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.

Das haben sie offenbar falsch verstanden. Beschrieben wird allein die Temperaturänderung in der aufsteigenden Gasblase durch deren Expansion. Das ist eine adiabatische Zustandsänderung, weil in der Blase kein Wärmeaustausch mit dem umgebenden Gas stattfindet. Es wird einfach nur kälter.

Wenn es eine feste Beziehung zwischen Druck und Temperatur gäbe, müsste ja in einem Autoreifen
dauerhaft höhere Temperatur herrschen, als in der Umgebung.

Nein. Nur höherer Druck. Aber es gibt diese Beziehung. Dazu müssen Sie nur die Luft aus dem Reifen ablassen. Dann werden sie merken, dass sie recht kalt ist. Schon mal ein Gasfeuerzeug befüllt? Es wird ziemlich kalt, weil sich dabei das Gas aus der Nachfüllflasche ausdehnt. Das ist sehr deutlich spürbar. Als ehemaliger Raucher weiß ich wovon ich Rede. Das frisch gefüllte kalte Feuerzeug funktioniert erst wieder richtig, nachdem es sich auf etwa Umgebungstemperatur erwärmt hat.

Als Physiker sollten Sie das aber wissen.
 

[Frau Holle]

... Als Physiker sollten Sie das aber wissen. 

Was Sie bei mir überlesen haben ist, dass Luft nur aufsteigen kann, wenn dort wo sie herkommt auch Luft hinströmt.[...]

Sie wollen es nicht begreifen, dann halt nicht. Letzter Versuch:

Die adiabatische Abkühlung bezieht sich auf einen begrenzten Bereich, auf eine Blase heißer Luft z.B., die als Ganzes aufsteigt und dabei im Inneren kühler wird, ohne einen Wärmeaustausch mit der umgebenden kälteren Luft, abgesehen von einem Übergangsbereich an den Rändern. Und das ist kein Quatsch. Dat is Füsik!

Es kann nicht alle Luft in der Atmosphäre permanent aufsteigen.

Davon redet auch kein Mensch.

Ihre Geschichte vom Feuerzeug beweist ja genau das, nämlich dass sich dieses nur während des Befüllens abkühlt.

Genau. Das ist die adiabatische Abkühlung des Gases ohne Wärmeaustausch, nur während des Befüllens natürlich.

Diese Kühle verschwindet aber nach einiger Zeit.

So ist es. Das ändert aber nichts an der Tatsache der adiabatischen Abkühlung vorher. Danach findet ein Wärmeaustausch statt mit der Umgebung, und von Adiabasie kann keine Rede mehr sein.
 

[Frau Holle]

...
So ist es. Das ändert aber nichts an der Tatsache der adiabatischen Abkühlung vorher. Danach findet ein Wärmeaustausch statt mit der Umgebung, und von Adiabasie kann keine Rede mehr sein.
 

Sag ich ja. Also wie kann es dann ohne Treibhausgase oben in der Atmosphäre kälter sein als unten?

Woher soll ich denn das wissen? K.A. wer sowas behauptet. Die Treibhausgase sind ja da. Außerdem muss die nachströmende Luft nicht zwangläufig von oben kommen, wenn eine Blase warmer Luft aufsteigt. Erst mal kommt sie von der Seite und schiebt sich drunter, logischerweise. Kältere Luft fließt unten, wie man weiß.

Was ist daran so schwer zu verstehen?

Ich verstehe nur, dass sie adiabatische Abkühlung als Quatsch bezeichnet haben. Es ist aber kein Quatsch. Was außerdem noch alles passiert in der Atmosphäre und sich wieder ausgleicht steht auf einem anderen Blatt.
 

[Frau Holle]

CO2-Theologen

Aha, also doch Klimaleugner bzw. CO2-Leugner. Jetzt ist die Katze aus dem Sack.

Mit Möchtegern-Experten wie Ihnen hatte ich schon ausführlich Kontakt, mehr als genug. Das bringt nichts, kein weiterer Bedarf. Bei dem Thema bin ich raus.

bumbumpeng und die anderen Verschwörungsgläubigen werden sicher gleich viel netter mit Ihnen umspringen. Viel Spaß.
 

[Frau Holle]

CO2-Theologen

Aha, also doch Klimaleugner bzw. CO2-Leugner. Jetzt ist die Katze aus dem Sack.
Mit Möchtegern-Experten wie Ihnen hatte ich schon ausführlich Kontakt, mehr als genug. Das bringt nichts, kein weiterer Bedarf. Bei dem Thema bin ich raus.
bumbumpeng und die anderen Verschwörungsgläubigen werden sicher gleich viel netter mit Ihnen umspringen. Viel Spaß.
 

Mit anderen Worten, Sie wollen hier die Welt aus theologischer Sicht verkaufen.
Sonst könnten sie ja ein sachliches Argument anführen, dass die Strahlungsemission den Treibhausgasen verbieten würde.

Sie wissen offenbar nicht was Theologie ist.

Mit sachlichen Argumenten zum Thema hatte ich schon so viel zu tun, das mein Bedarf voll und ganz gedeckt ist. Leute wie Sie haben immer irgend ein sachliches Argument. Da könnten wir ad infinitum sachlich ohne Ergebnis diskutieren, bis der Planet entweder wegen Ihrer kühlenden Gase erfroren oder wegen der zunehmenden Erwärmung verbrannt ist oder aber gar nichts passiert ist. Das bringt nichts.

Vielleicht finden Sie ja jemand anderes, der zu dem Thema mit Ihnen rumhampeln will.

Nachtrag: Mich geht das Ganze eh fast nichts an, weil ich zum Glück schon alt genug bin, dass mich der längerfristige Verlauf der Klimaentwicklung nicht tangiert. Damit kann sich meinetwegen die überängstliche "letzte Generation" auseinander setzen. Meine Tage sind gezählt.
 
 

[Skeptiker]

Nur ist das kein Grund dafür, dass seit Millionen Jahren die Tropopause ca. 70 Grad kälter ist, als die Luft in Bodennähe.
Dies lässt sich nur durch die Strahlungskühlung der Treibhausgase erklären.

Strahlung spielt natürlich eine Rolle im gesamten Energiehaushalt der Atmosphäre, insbesondere in der Stratosphäre und Tropopause, wo Treibhausgase wie CO₂, O₃ oder H₂O Strahlung absorbieren und emittieren.
Aber: Die vertikale Temperaturstruktur in der Troposphäre ergibt sich primär aus der Konvektion und adiabatischen Prozessen, nicht direkt aus Strahlungskühlung.