Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Frau Holle]

Gott sind Sie krank!
Wie kann ein „adiabatisch“ aufsteigendes Luftpaket irgendeinem Teil der Atmosphäre Wärme entziehen? Es ist ja während seines gesamten Aufstiegs stets wärmer als seine Umgebung.
Sonst würde es ja nicht weiter aufsteigen.

Mann bist du blöd!

Kannst du denn nicht lesen? Die schon x mal gegebene Antwort auf deine x mal gestellte Frage lautet:

Es entzieht einem Teil der Atmosphäre Wärme, indem es sich selbst als Teil der Atmosphäre Wärmeenergie durch Umwandlung in Arbeit entzieht. Sonst könnte es nicht aufsteigen. Dazu ist Arbeit nötig, die von seiner eigenen Wärmeenergie kommt, welche immer mehr abnimmt, je länger sie arbeitet und je höher das Paket steigt.

Wie oft denn noch? Es kühlt sich dadurch selbst ab, als Teil der Atmosphäre! Es entzieht sich selbst Wärme als Teil der Atmosphäre! Es entzieht nicht seiner Umgebung Wärme oder führt ihr welche zu, jedenfalls nur sehr wenig durch ein kleines bisschen Wärmeleitung auf der schnellen Durchreise, was von der starken adiabatischen Abkühlung aber weit übertroffen wird.

Ein aufgestiegenes Luftpaket enthält am Ende als Teil der Atmosphäre bei der Tropopause keine Wärmeenergie mehr, die noch in Arbeit verwandelt werden könnte. Es hat dem Teil der Atmosphäre Wärme entzogen, den es selber darstellt, wenn es sich schließlich oben befindet. Deshalb ist die Atmosphäre oben immer kalt, weil sich dort nur solche Teile der Atmosphäre befinden, die dorthin aufgestiegen sind, weil sie unten wärmer waren, und die sich selber so weit abgekühlt haben, dass sie nicht weiter steigen können.

Ist das denn so schwer zu verstehen?
 

[Frau Holle]

... Ein aufgestiegenes Luftpaket enthält am Ende als Teil der Atmosphäre bei der Tropopause keine Wärmeenergie mehr,
die noch in Arbeit verwandelt werden könnte. ...

Gott sind Sie krank!
Mit anderen Worten, die Atmosphäre besteht ihrer Traumwelt nach aus Molekülen, die sich irgendwann mal
bei einem Aufstieg abgekühlt haben und sich danach Millionen Jahre lang „adiabatisch“ geweigert haben,
ihre Wärme mit ihrer Umgebung auszutauschen.

Ja klar. Die Moleküle weigern sich hartnäckig ihre nicht mehr vorhandene Wärmeenergie mit irgendwelchen Nachbarn auszutauschen, die ebenfalls nichts haben, was sie austauschen könnten. Obendrein kleben sie sich als hirnrissige Klimakleber für die nächsten paar Millionen Jahre oben fest und bewegen sich nicht mehr von der Stelle, stur wie sie sind. Und alle reden sich gegenseitig mit "Herr hmpf" an und siezen sich, während sie sich gegenseitig unheilbar streitsüchtig beschimpfen und beleidigen. Logisch, oder? Wie könnte es auch anders sein?
 

[Frau Holle]

Gott sind Sie krank!
Die -55 °C in der Tropopause bedeuten nicht, dass die Moleküle dort keine Wärmeenergie mehr hätten.

Mann bist du dumm!

Die Restwärme können sie nicht weitergeben, weil keine kälteren Nachbarn da sind, die die Energie aufnehmen könnten oder an denen sie sich abstoßen könnten zum weiter steigen. Dicke Luft gibt's ja nur noch durch ihre Streitereien im übertragenen Sinn.

Sollten doch mal zufällig ein paar Moleküle durch wärmere Nachbarn etwas Wärmeenergie dazu bekommen, dann steigen sie halt ein bisschen weiter auf, wobei diese Wärmeenergie wieder zu Arbeit wird, was sie sofort wieder abkühlt. Deshalb ist ja die Tropopause nicht überall gleich hoch. Sie ist immer da wo nichts mehr aufsteigt und deshalb auch nicht weiter abkühlen kann.

Aber das ist Thermodynamik, kapierst du nicht, wie wir gesehen haben.
 

[Frau Holle]

... Die Restwärme können sie nicht weitergeben, weil keine kälteren Nachbarn da sind, die die Energie aufnehmen könnten ...

Gott sind Sie krank!
Die „Restwärme“ könnte aber, wenn die Moleküle den „adiabatischen Befehl“ missachten würden,
durch Wärmeleitung von unten bis zur Temperatur der Erdoberfläche aufgestockt werden.

Mann bist du dumm!

Wärmeleitung von unten ist viel zu langsam. Die wird dauernd von adiabatisch abkühlender Luft auf der Überholspur abgehängt. Was wärmer ist steigt auf und wird adiabatisch schneller kalt als es durch Wärmeleitung warm wurde. Das ist genau der Grund für den dauerhaften Gradienten.

Aber das ist Thermodynamik, kapierst du nicht, wie wir gesehen haben.

Im Erdinneren ist es besonders krass. Da gibt es kaum Adiabasie, im Erdmantel nur wenige Kelvin pro 100 km. Selbst wenn der radioaktive Wärmeeintrag aufhört, dauert es ca. 3*10^11 Jahre, bis die Temperatur überall gleich ist. Das ist viel länger als das Universum alt ist. Der Grund ist die lahmarschige Wärmeleitung in der Erdkruste. Es werden nur 0,09 W/m² aus dem Erdinneren von der Oberfläche abgestrahlt. Da ist es tatsächlich wie beim Ohmschen Widerstand. Der Strom (Wärmeleitung) ist sehr klein.
 
 

[Frau Holle]

Gott sind Sie krank!
Wenn es ohne Treibhausgase eine Temperaturabfall mit der Höhe in der Troposphäre gäbe,
wie und wohin sollte die permanent nach oben strömende Wärmeenergie verschwinden?

Mann bist du dumm!

Wärmeenergie wird bei der Konvektion in Arbeit verwandelt und zurück! Wie oft denn noch?

Die Innere Energie U = Q+W bleibt erhalten, aber die einzelnen Komponenten Wärme Q und geleistete Arbeit W sind in jeder Höhe anders, wie auch der Druck und das Volumen einer bestimmten Gasmenge.

Deine Traumwelt einer statischen Atmosphäre wie im Autoreifen ohne Konvektion und Adiabatik ist physikalischer Unsinn!
Nenne doch mal eine Quelle, die deinen Quatsch bestätigt!

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/km

Es 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):

Temp.Gradient-1.png (56.51 KiB) 1176-mal betrachtet

 

[Skeptiker]

Wenn es in der Atmosphäre einen Punkt mit -100 °C gibt und in seiner Nähe einen zweiten Punkt
mit -120 °C gibt, dann fließt Wärme vom ersten zum zweiten Punkt!

Warum ist es an den Polen dann immer noch kalt, wenn da ständig Wärme hinfließt?

[Frau Holle]

Gott sind Sie krank!
Wenn es ohne Treibhausgase eine Temperaturabfall mit der Höhe in der Troposphäre gäbe,
wie und wohin sollte die permanent nach oben strömende Wärmeenergie verschwinden?

...
Wärmeenergie wird bei der Konvektion in Arbeit verwandelt und zurück! Wie oft denn noch?
...

Sorry, ich bin Physiker! Physik lernt man nicht durch nachplappern, sondern durch hinterfragen.
Also rein von der Logik her:
Wenn die permanent vom Erdboden unten in die Atmosphäre eingeleitete Wärmeenergie durch
aufsteigende Luft in „Arbeit“ verwandelt würde und diese von notwendiger Weise gleichviel absteigender
Luft wieder in Wärme zurückverwandelt würde, bliebe die eingespeiste Wärme ja in der Atmosphäre stecken.

Wie kann ein angeblicher Physiker so schwer von Begriff sein?

Was in der Atmosphäre "stecken" bleibt ist vor allem die Gesamtenergie U=Q+W gemäß Energieerhaltungssatz, du Physiker.

Von dieser Gesamtenergie ist logischerweise auch permanent ein gewisser Teil Wärmeenergie, aber davon permanent unten mehr und oben weniger, weil ein Aufstieg von Materie ihr Wärmeenergie entzieht und ein Abstieg ihr wieder Wärmeenergie zuführt.

Die Wärmeenergie der Materie, die beim Aufstieg in Arbeit (gegen die Gravitation) verwandelt wurde ist oben logischerweise keine Wärmeenergie mehr, sondern geleistete Arbeit. Und die Menge Arbeit, die der Materie beim Abstieg von der Gravitation als Wärmeenergie zurückgegeben wird, ist unten logischerweise wieder zugeführte Wärmeenergie.

Geht das denn nicht in eine Birne, du Physiker?

Ein negativer Temperaturgradient wie in der Troposphäre erfordert aber einen Wärmefluss von warm nach kalt.

Es erfordert keinen Wärmefluss (Wärmeleitung) von Molekül zu Molekül wie in der statischen Atmosphäre vom Autoreifen, wo jedes Molekül praktisch an Ort und Stelle bleibt. Bei Konvektion im Gas werden die Gasmoleküle mitsamt ihrer Wärmeenergie transportiert. Sie bleiben nicht an Ort und Stelle wie im Reifen oder in einem Festkörper.

Den Transport "bezahlt" die Gasmaterie sozusagen auf dem Weg nach oben mit ihrer Wärmeenergie und hat folglich immer weniger davon, je weiter sie steigt. Es wird Energie mit der Materie von einer wärmeren Region unten in eine kältere oben bewegt, von warm nach kalt wie es sich gehört. Aber eben nicht durch Wärmeleitung in eine Umgebung, sondern durch den Transport der Materie, die dabei auch ohne Wärmeleitung kalt wird, weil der Transport nun mal ihre Wärmeenergie "kostet", die eben in Arbeit verwandelt wird.

Ihren Transport nach unten bekommt die Gasmaterie von der Gravitation als Wärmeenergie zurückgezahlt und hat folglich unten mehr davon als oben. Es bewegt sich ebenfalls Energie von warm nach kalt, nämlich in die oben zunächst kalte Materie als zunehmend eingebrachte Wärmeenergie durch die Arbeit der Gravitation beim Abstieg.

Das ist elementarste Thermodynamik. Wie also könnte die unten eingespeiste Wärme die Atmosphäre
ohne Treibhausgase wieder verlassen?

Gar nicht. Im Strahlungsgleichgewicht bleibt eine permanent gleiche Menge an Wärmeenergie in der Atmosphäre erhalten oder "stecken", wie du es nennst. Aber nicht isotherm in jeder Höhe gleichverteilt. Aus den genannten Gründen. Die Atmosphäre ist nun mal kein Autoreifen. Es findet Konvektion mit Adiabatik statt. Ein Naturgesetz, ob es dir gefällt oder nicht.

Was an Innerer Energie nicht als Wärme in der Atmosphäre vorhanden ist, das ist am Arbeiten und sorgt für permanente Konvektion mit vertikal permanent ungleicher Verteilung der Wärmeenergie.

Jeder Energieüberschuss wird direkt von der Oberfläche ins All zurückgestrahlt. Sie nimmt an kälteren Stellen Wärmeenergie von der angrenzenden Atmosphäre auf und strahlt sie ggf. ab (Wärmesenke durch Wärmeleitung und Strahlung). Und sie gibt an heißeren Stellen Wärmeenergie an die angrenzende Atmosphäre weiter (Wärmequelle durch Einstrahlung und Wärmeleitung). So kommt es permanent zu Konvektion mit entsprechendem Temperaturgradienten, auch wenn die Gasmaterie selbst ohne Treibhausgase nicht strahlt.

Offensichtlich überfordern diese Fakten die einfache Logik in deinem Spatzenhirn!

[Frau Holle]

...

Das ist elementarste Thermodynamik. Wie also könnte die unten eingespeiste Wärme die Atmosphäre
ohne Treibhausgase wieder verlassen?

Gar nicht. Im Strahlungsgleichgewicht ...

Gott sind Sie krank!
Wenn die vom Erdboden eingespeiste Wärmeenergie die Atmosphäre nicht komplettwieder verlassen könnte, würde deren Temperatur permanent ansteigen. Dann hätten wir allerdings ein ernstes Problem. Weil dann die Temperatur des Erdbodens deutlich ansteigen würde.

Mann bist du blöd!

Natürlich steigt die Temperatur der Oberfläche und der Atmosphäre deutlich an, aber sicher nicht unendlich, sondern bis zum Strahlungsgleichgewicht.

Und ja: Wir haben ein ernstes Problem, eben gerade weil die Temperatur der Oberfläche und der Atmosphäre bekanntlich deutlich ansteigt und das vorherige Strahlungsgleichgewicht nicht mehr besteht.

Das Phänomen ist als sog. Klimawandel in aller Munde, falls es dir entgangen ist. Kannst ja mal im Mittelmeerraum rumfragen oder auch bei Landwirten in D.

Derzeit sind es auf der Erde ca. +15 °C im Schnitt in Bodennähe, ohne Treibhausgase wären es -18 °C.
Beweise doch einfach mal das Gegenteil, du Physiker!

Wie meinst du denn kommen die +15 °C zustande und warum steigt diese Durchschnittstemperatur seit einiger Zeit kontinuierlich? Etwa weil die vom Erdboden eingespeiste Wärmeenergie die Atmosphäre komplett wieder verlassen kann?

Du kannst offenbar das Strahlungsdiagramm nicht lesen, das du ständig gepostet hast. Wer es lesen kann sieht überdeutlich, dass die vom Erdboden abgestrahlte Wärmeenergie die Atmosphäre nicht komplett wieder verlässt, du Physiker mit Schwerpunkt Strahlung.

Wie lange willst du dich hier noch zum Affen machen?

Also mir wird das jetzt zu blöd mit dir. Habe für's Erste genug Trollfütterung betrieben. Vielleicht will ja Kurt noch ein bisschen mit dir rumhampeln oder sonst jemand.
 

[Frau Holle]

...
Derzeit sind es auf der Erde ca. +15 °C im Schnitt in Bodennähe, ohne Treibhausgase wären es -18 °C.
Beweise doch einfach mal das Gegenteil, du Physiker! ...

Gott sind Sie krank!
Zum mindestens 50. Mal:
Nicht ausweichen!
Es geht hier um den Temperaturgradienten in der Troposphäre.
Wie also könnte die unten eingespeiste Wärme die Atmosphäre ohne Treibhausgase komplett wieder verlassen?

Mann bist du blöd!

Eine gewisse Gesamtmenge an Wärmeenergie verlässt die Atmosphäre gar nicht! Durch die ziemlich schlechte Wärmeleitung der Luft speist die Oberfläche zwar Wärme an heißen Orten in die Atmosphäre ein, entzieht ihr aber wieder die gleiche Menge an kalten Orten.

Was nicht durch die schlechte Wärmeleitung eingespeist werden kann, das wird von dr Oberfläche abgestrahlt, ohne Treibhausgase direkt ins All, mit Treibhausgasen nur bis zur Absorbtion durch diese.

Im Strahlungsgleichgewicht bleibt insgesamt permanent die gleiche Wärmemenge in der Atmosphäre, aber nicht gleichverteilt in allen Höhen! Auch ohne Treibhausgase nicht! Der Grund ist die unvermeidliche Konvektion mit der damit zwingend vorhandenen Adiabatik. Altbekannte Thermodynamik, du Physiker!

Wie oft muss man dir das noch erklären?

Die globale Durchschnittstemperatur am Boden läge bei -18°C ohne Treibhausgase, bei +15 °C mit konstanter Menge an Treibhausgasen und – wie derzeit – ansteigend bei zunehmender Menge an Treibhausgasen. Das weiß inzwischen jedes Kind und es ist grundsätzlich physikalisch gut verstanden, wenn auch nicht von dir.
 

[Frau Holle]

Also für die naturwissenschaftlich interessierten User hier:

LOL – Damit hast mal wieder den Vogel abgeschossen. Von dem Unsinn stimmt kein einziger Satz, du Physiker. Und wie immer hast du keinen einzigen Beleg für den Quatsch, nur das, was du dir als vermeintliche Allgemeinbildung mit deiner Küchenphysik zusammen spinnst. Es ist hoffnungslos.