Klimaquiz (Ganteför)

Steinzeit-Astronom schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Mondlicht2 schrieb:

Wer redet von "Endprodukt" oder auch nur "Produkt"???

Wenn von der Wärme der Atmosphäre die Rede ist, dann ändert sich diese nicht, egal wieviel "Arbeit" bei der Konvektion geleistet wird.
SA unterschlägt dieses Endprodukt, und meint die Energie wird durch die "Arbeit" dem System entzogen. Die Arbeit spielt nur lokal (im offenen System) eine Rolle in der Energiebilanz, nicht aber global im geschlossenen System.

Nein, ich meine nicht, dass die Energie dem System entzogen wird. Die Energiemenge, die als Arbeit auftritt, steht für eine Erwärmung der oberen Luftschichten einfach nicht zur Verfügung. Im Gegenteil sie transportiert Materie nach oben, welche dabei abkühlt. So ist es oben stets kälter ist als unten. Sie sorgt für eine ungleiche Verteilung der Temperatur. Das ist das Endprodukt.

Rainer Raisch schrieb:

Bei allem habe ich übrigens die Veränderung von g vernachlässigt.....
 

Unterschlagen hast du sie.

 
Die Gravitation ist der Schlüssel zu allem.


 

Ich glaube, man darf nicht sagen – auf der aktuellen Erde – dass es auf dem Berg IMMER kälter ist als im Tal, sondern dass es in der Regel auf dem Berg kälter ist, weil es Ausnahmen gibt (z. B. Temperaturinversionen im Winter: kalte Luft sammelt sich im Tal, während es oben milder ist).

Dass es „normalerweise“ oben kälter ist, hängt tatsächlich nicht nur an einem einzelnen Mechanismus wie Ganteför oder du als „Schlüssel“ beschreiben, Treibhausgase bzw. Gravitation, sondern an einem Zusammenspiel von zig Faktoren in einem komplizierten chaotisch dynamisch offenen System wie: Adiabatischer Temperaturgradient, Strahlungshaushalt, Wasserdampf & Kondensation. Dynamik & Turbulenz…

Rainer Raisch schrieb:

hmpf schrieb:

Eine konstante vertikale Dichte kann sich auch bei angenommener konstanter Gravitationskraft nicht einstellen.
Der Druck am Boden wäre sonst auch unendlich hoch.

Nicht ganz.
Die Atmosphäre endet spätestens dort, wo die Entweichgeschwindigkeit vR < vT unter die Teilchengeschwindigkeit sinkt.
r = M·G/(Rx·T) = 5445376848 m bei T = -18°C

Die Dichte ergibt sich dann aus dem zur Verfügung stehenden Material.
 

Meiner Meinung "ENDET" die Atmosphäre nicht da oder dort, sondern geht in den Kosmos über - mir ist wichtig zu betonen, dass sowohl das Universum als auch die Erde mit ihrer Atmosphäre "offen" sind und keine klare Abgrenzungen existieren.

Mondlicht2 schrieb:

keine klare Abgrenzungen existieren.

In der Realität gibt es diverse Definitionsversuche zB für das Ende des Sonnensystems etc. Hier geht es aber um eine idealisierte ungestörte Modellvorstellung.
Und natürlich ist vT nur die "wahrscheinlichste also häufigste Teilchengeschwindigkeit", man könnte aber auch den Mittelwert (mittlere Teilchengeschwindigkeit) oder das Geometrische Mittel (effektive Fließgeschwindigkeit) ansetzen etc.

Hier geht es jedoch darum, welcher Druck durch die Atmosphäre erzeugt wird, und jenseits der Wirkung der Gravitation leisten die Teilchen dann keinen Beitrag mehr. Ob diese Grenze nun exakt bei 5,4 Mio km liegt, ist egal, es geht um die Größenordnung, der Beitrag zum Druck ist in dieser Entfernung sehr gering und darf mit Null angesetzt werden.

Rainer Raisch schrieb:

Mondlicht2 schrieb:

keine klare Abgrenzungen existieren.

In der Realität gibt es diverse Definitionsversuche zB für das Ende des Sonnensystems etc. Hier geht es aber um eine idealisierte ungestörte Modellvorstellung.
Und natürlich ist vT nur die "wahrscheinlichste also häufigste Teilchengeschwindigkeit", man könnte aber auch den Mittelwert (mittlere Teilchengeschwindigkeit) oder das Geometrische Mittel (effektive Fließgeschwindigkeit) ansetzen etc.

Hier geht es jedoch darum, welcher Druck durch die Atmosphäre erzeugt wird, und jenseits der Wirkung der Gravitation leisten die Teilchen dann keinen Beitrag mehr. Ob diese Grenze nun exakt bei 5,4 Mio km liegt, ist egal, es geht um die Größenordnung, der Beitrag zum Druck ist in dieser Entfernung sehr gering und darf mit Null angesetzt werden.
 

Klar, stimmt, dachte ich mir, ich wollte es dennoch gesagt haben, haha.

Mondlicht2 schrieb:

... 
Wenn nun ein Luftpaket aufsteigt, dehnt es sich wegen des niedrigeren Drucks aus. Bei dieser Expansion verrichtet es Arbeit (p dV) → seine innere Energie sinkt → es kühlt ab. Umgekehrt: Ein absinkendes Luftpaket wird zusammengedrückt, es wird dichter und wärmer. Genau aus diesem Prozess ergibt sich ja der adiabatische Temperaturgradient (ca. 9,8 K/km für trockene Luft).
 

Der (feucht) adiabatische Temperaturgradient ist aber nur ein theoretischer Grenz-Wert.
Er ist keine Ursache.
Er stellt sich auch nur ein, wenn es sowohl eine Wärmequelle (Erdboden) wie auch eine Wärmesenke
(Treibhausgase) in oder an der Atmosphäre gibt.
Fehlt eines von beiden, ist der reale Temperaturgradient 0.
Offensichtlicht haben Sie meinen Beitrag
umwelt-wissenschaft.de/forum/naturwissen...foer?start=180#10922
und das darin enthaltene Zitat nicht verstanden.
Wo klemmts?

 

Mondlicht2 schrieb:

Dass es „normalerweise“ oben kälter ist, hängt tatsächlich nicht nur an einem einzelnen Mechanismus wie Ganteför oder du als „Schlüssel“ beschreiben, Treibhausgase bzw. Gravitation, sondern an einem Zusammenspiel von zig Faktoren in einem komplizierten chaotisch dynamisch offenen System wie: Adiabatischer Temperaturgradient, Strahlungshaushalt, Wasserdampf & Kondensation. Dynamik & Turbulenz…
 

Thermodynamik ist Teilgebiet der Physik und kein Mechanismus.
Die Hauptsätze der Thermodynamik verlangen zur Aufrechterhaltung einer Temperaturdifferenz
in einem Gas, das Vorhandensein von mindestens einer Wärmequelle und mindestens einer Wärmesenke.
Fehlt eines von beiden, kann keine dauerhafte Temperaturdifferenz aufrecht erhalten bleiben.
Dann wäre es auf den Bergen genauso kalt oder warm wie auf Meereshöhe.
Wo klemmts?
 

Rainer Raisch schrieb:

hmpf schrieb:

Eine konstante vertikale Dichte kann sich auch bei angenommener konstanter Gravitationskraft nicht einstellen.
Der Druck am Boden wäre sonst auch unendlich hoch.

Nicht ganz.
Die Atmosphäre endet spätestens dort, wo die Entweichgeschwindigkeit vR < vT unter die Teilchengeschwindigkeit sinkt.
r = M·G/(Rx·T) = 5445376848 m bei T = -18°C

Die Dichte ergibt sich dann wohl aus dem zur Verfügung stehenden Material. Der Druck am Boden sollte sich also nicht ändern gegenüber heute.

Nun müsste allerdings noch die Veränderung von g berücksichtigt werden.

 

Die Änderung der Gravitationsfeldstärke wird dadurch berücksichtigt, dass man den Druck am Erdboden
und die Dichte der Luft dort bestimmt.
Bei konstanter Dichte ergäbe sich daraus eine Dicke der Atmosphäre von ca. 8 km.
Nur hat dies mit der realen Atmosphäre fast nichts zu tun.
Ich benutze diese Atmosphärendicke nur bei der Berechnung des Absorptionsspektrums z.B. der
15 µm-CO2-Absoptionsbande mittels der öffentlich zugänglichen HITRAN-Datenbank:

 

hmpf schrieb:

Mondlicht2 schrieb:

Dass es „normalerweise“ oben kälter ist, hängt tatsächlich nicht nur an einem einzelnen Mechanismus wie Ganteför oder du als „Schlüssel“ beschreiben, Treibhausgase bzw. Gravitation, sondern an einem Zusammenspiel von zig Faktoren in einem komplizierten chaotisch dynamisch offenen System wie: Adiabatischer Temperaturgradient, Strahlungshaushalt, Wasserdampf & Kondensation. Dynamik & Turbulenz…


 

Thermodynamik ist Teilgebiet der Physik und kein Mechanismus.
Die Hauptsätze der Thermodynamik verlangen zur Aufrechterhaltung einer Temperaturdifferenz
in einem Gas, das Vorhandensein von mindestens einer Wärmequelle und mindestens einer Wärmesenke.
Fehlt eines von beiden, kann keine dauerhafte Temperaturdifferenz aufrecht erhalten bleiben.
Dann wäre es auf den Bergen genauso kalt oder warm wie auf Meereshöhe.
Wo klemmts?


 

Ein abgeschlossenes Gas würde sich nach kurzer Zeit angleichen, ja, aber die reale Atmosphäre ist kein geschlossenes System. Quelle und Senke sind vorhanden, deshalb sind Temperaturunterschiede physikalisch erklärbar und stabil.

Die Atmosphäre ist ein offenes System mit Energiequelle (Sonne) und Energiesenke (All).
Deshalb entsteht der Temperaturgradient ganz selbstverständlich aus Gravitation und Thermodynamik.

Ja, die Hauptsätze gelten immer aber die Atmosphäre erfüllt die Bedingung von Wärmequelle (Sonne) und Wärmesenke (All). Deshalb ist ein vertikaler Temperaturgradient physikalisch plausibel und sogar zwingend.

Der Temperaturabfall ergibt sich direkt aus dem adiabatischen Temperaturgradienten unter Schwereeinfluss. Das ist keine Einzelursache, sondern ein Ergebnis des ganzen Systems.

Ich schrieb, Thermodynamik ist ein Mechanismus?
Mechanismus nannte ich als Metapher, verstehst du, ein bildliches Wort, hier unglücklich gewählt.
>>>
Dass es in der Höhe kälter ist, ergibt sich aus einem Zusammenspiel mehrerer Prozesse in einem offenen System wie der Atmosphäre: Energiezufuhr durch die Sonne, Abgabe ins All, adiabatischer Temperaturgradient, Strahlungshaushalt, Kondensation usw.

Der adiabatische Temperaturgradient ergibt sich direkt aus der Thermodynamik unter Schwereeinfluss – das ist kein Zusatzfaktor, sondern die zentrale Erklärung.

Wir müssen dabei nicht jedes Wort auf die Goldwaage legen – ich denke, ich habe meine Sicht dazu nun ausreichend dargestellt.

Wo klemmt's?