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Atmosphäre ohne Treibhausgase

Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

12 Stunden 59 Minuten her - 12 Stunden 58 Minuten her
#11060
FabsOtX schrieb:
Stickstoff und Sauerstoff, die 99% der Atmosphäre ausmachen, sind nicht in der Lage, die langwellige Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der Erde zu absorbieren.
Warum sprichst Du andauernd von Wärmestrahlung?
Der Thread basiert darauf, dass diese nicht stattfindet, siehe Titel.
Letzte Änderung: 12 Stunden 58 Minuten her von Rainer Raisch.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

12 Stunden 50 Minuten her - 12 Stunden 47 Minuten her
#11061
Rainer Raisch schrieb:
FabsOtX schrieb:
Stickstoff und Sauerstoff, die 99% der Atmosphäre ausmachen, sind nicht in der Lage, die langwellige Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der Erde zu absorbieren.
Warum sprichst Du andauernd von Wärmestrahlung?
Der Thread basiert darauf, dass diese nicht stattfindet, siehe Titel.

weil da "die langwellige Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der Erde" steht und das nun mal die Quelle des Dichte Unterschiedes für ein darüber liegendes gas ist.

Aber ich glaube so oft habe ich das noch gar nicht benutzt. 
NULLIUS IN VERBA

"Zu nah an der Wahrheit
Zu nah am Leben
Zu penetrant um
Ignoriert zu werden" Böhse Onkelz 1996

"Gedankenexperimente beginnen bei mir grundsätzlich im leeren Raum." Ich! Hier, am 18.05.2024 ;)
Letzte Änderung: 12 Stunden 47 Minuten her von FabsOtX.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

12 Stunden 47 Minuten her - 12 Stunden 45 Minuten her
#11062
FabsOtX schrieb:
weil da "die langwellige Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der Erde" steht 
Ich habe Dich ja gerade gefragt, warum Du davon sprichst.

Dass die wärmeleitung untergeordnet ist, stimmt zwar, doch sobald die Thermik dank gleicher Dichte zum Erliegen kommt, gibt es nur noch die Wärmeleitung. Da ist sie natürlich auch icht mehr subdominant, sondern der einzige Mechanismus.
Letzte Änderung: 12 Stunden 45 Minuten her von Rainer Raisch.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

12 Stunden 45 Minuten her
#11063
Rainer Raisch schrieb:
FabsOtX schrieb:
weil da "die langwellige Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der Erde" steht 
Ich habe Dich ja gerade gefragt, warum Du davon sprichst.

Weil wir hier nicht in der Mathematik sind und alles beachtet werden muss.
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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

12 Stunden 43 Minuten her - 12 Stunden 43 Minuten her
#11064
FabsOtX schrieb:
Weil wir hier nicht in der Mathematik sind und alles beachtet werden muss.
Nein, wir sind in der Physik, in der alles beachtet werden muss, das wesentliche Auswirkungen hat.

Willst du bestreiten, dass eine überall konstante Temperatur gegenüber einer überall konstanten Dichte keine wesentliche Wirkung wäre?
Und ein Zeitfenster von einigen Millionen Jahren ist durchaus relevant.
Letzte Änderung: 12 Stunden 43 Minuten her von Rainer Raisch.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

5 Stunden 45 Minuten her - 5 Stunden 45 Minuten her
#11066
Rainer Raisch schrieb:
Für 10 km Wärmeleitung werden ca 50 Mio Jahre benötigt.
h²ρ·cs/λ = t

 
Könnten Sie Ihre Rechnung etwas erläutern?
Nehmen wir an, die Erde macht einen Temperatursprung von 10 Grad.
Wie lange dauert es, bis die Atmosphäre in 1 km Höhe den Sprung um 63,212 % nachvollzogen hat?

 
Letzte Änderung: 5 Stunden 45 Minuten her von hmpf.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

3 Stunden 36 Minuten her - 2 Stunden 58 Minuten her
#11067
hmpf schrieb:
Rainer Raisch schrieb:
Für 10 km Wärmeleitung werden ca 50 Mio Jahre benötigt.
h²ρ·cs/λ = t
Könnten Sie Ihre Rechnung etwas erläutern?
Nehmen wir an, die Erde macht einen Temperatursprung von 10 Grad.
Wie lange dauert es, bis die Atmosphäre in 1 km Höhe den Sprung um 63,212 % nachvollzogen hat?
Die Differenz in °C spielt keine Rolle für die Dauer bis zum Ausgleich, nur die Distanz. KI sagt:
In homogenem Medium gilt die Diffusionsgleichung mit der thermischen Diffusivität α = k/ρ∙cp
wobei k die Wärmeleitfähigkeit, ρ die Dichte und cp die Wärmekapazität (bei konstantem Druck) sind.
Eine typische Zeitskala, bis sich ein Temperaturunterschied über eine Strecke L merklich abbaut, ist t ∼ L²/α

Das ist eine Standard-Skalierung aus der Diffusionsgleichung (sie folgt aus Dimensionalanalyse bzw. aus der Lösungsstruktur ∼ e−k²αt der Eigenmoden).

Typische Materialwerte bei Meereshöhe:
  • Wärmeleitfähigkeit: k ≈ 0,025 W/(m⋅K)
  • Dichte: ρ ≈ 1,2 kg/m³
  • Wärmekapazität: cp ≈ 1005 J/(kg⋅K)
Damit α ≈ ... 2.07×10−5 m²/s.
...
Die Skala t∼L²/α gilt für diffusive, lineare Fälle (z. B. ein initialer Temperatursprung oder Modenzerfall). Für konkrete Randbedingungen gibt es exakte Lösungen der Wärmegleichung (Fourier-lösungen, Fehlerfunktionprofile etc.).
...
In der Atmosphäre ist Leitung selten der limitierende Prozess: schon sehr kleine Temperaturdifferenzen führen zu Konvektion/Turbulenz, die den Wärmetransport um viele Größenordnungen erhöht (Effektive „turbulente Diffusivität“ >> molekulare α). Deshalb ist Leitung nur dann relevant, wenn Konvektion unterdrückt ist (z. B. sehr stabile Schichtung oder feinste Grenzschichten).
Mit t = L²/α  komme ich für 10 km Wärmeleitung auf t ≈ 4.8×10¹² s ≈ 1,53×10⁵ Jahre, also etwa 153.000 Jahre.

Es kommt anscheinend hin mit Rainers Formel, auch wenn er sich damit um Größenordnungen verrechnet hat. Die Nullen hinten werden eh überbewertet
[img
und wie gesagt ist das sehr hypothetisch ohne Konvektion und alles. Konvektion mit adiabatischer Zustandsänderung setzt sofort ein und toppt diese lahme Wärmeleitung allemal. Das führt dann zu einer Schichtung mit oben kalt, unten warm, wenn ihr mich fragt... aber mich fragt ja keiner.
Letzte Änderung: 2 Stunden 58 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

2 Stunden 43 Minuten her
#11068
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Mit t = L²/α  komme ich für 10 km Wärmeleitung auf t ≈ 4.8×10¹² s ≈ 1,53×10⁵ Jahre, also etwa 153.000 Jahre.
...
Ich habe schon bewusst nur nach der Zeit für einen Teilausgleich gefragt, denn der zeitliche
Temperaturverlauf an der Messstelle sollte einer e-Funktion entsprechen, die niemals 0 wird.
Also wie groß ist die Zeit, die vergeht, bis der sich in 1 km Entfernung von einer aufgeheizten Fläche
befindliche Messpunkt seine Temperatur bis auf 1 – 1/e (= 63,212 %) dem Temperatursprung der Fläche
angeglichen hat?

 

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

2 Stunden 34 Minuten her - 2 Stunden 16 Minuten her
#11069
Man muss doch bedenken, das es sich um dynamische Prozesse handelt. Dass schon kleinste Temperaturunterschiede zu einer mechanischen Verschiebung der Materie in der Atmosphäre führen ist doch selbstverständlich. Eine auf- oder absteigende Luftmasse ändert ihre Dichte, ihre Temperatur und ihren Ort in der Zeit.

Wenn man nur einen Zeitpunkt sozusagen als Schnappschuss betrachtet, dann findet man natürlich ein aufsteigendes Luftpaket in flagranti wärmer vor als seine Umgebung und ein absteigendes kälter. Man kann dann mit gewissem Recht sagen, dass die Atmosphäre dort, an genau diesem Ort zu genau diesem Zeitpunkt wärmer/kälter ist als seine Umgebung, dass die bewegte Luft also Wärme in die Höhe oder Kälte in die Tiefe gebracht hat. Aber das ist nicht das Endergebnis. Es ist nur ein Schnappschuss. Im Ergebnis und im Durchschnitt landet eben oben die kältere Luft und unten die wärmere, rein von der Temperatur her gesehen, weil bewegte Luft nun mal mit Ihrem Ort auch ihre Temperatur ändert.
Letzte Änderung: 2 Stunden 16 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

2 Stunden 28 Minuten her - 2 Stunden 17 Minuten her
#11070
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Mit t = L²/α  komme ich für 10 km Wärmeleitung auf t ≈ 4.8×10¹² s ≈ 1,53×10⁵ Jahre, also etwa 153.000 Jahre.
...
Also wie groß ist die Zeit, die vergeht, bis der sich in 1 km Entfernung von einer aufgeheizten Fläche
befindliche Messpunkt seine Temperatur bis auf 1 – 1/e (= 63,212 %) dem Temperatursprung der Fläche
angeglichen hat?
Die Formel ist gegeben, die Werte auch, musst sie nur noch einsetzen. Was ist dein Problem?
Ich habe schon bewusst nur nach der Zeit für einen Teilausgleich gefragt, denn der zeitliche
Temperaturverlauf an der Messstelle sollte einer e-Funktion entsprechen, die niemals 0 wird.
Die Temperatur steigt linear, nicht exponentiell: t = L²/α. Siehst du das denn nicht, als Physiker?
Letzte Änderung: 2 Stunden 17 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

2 Stunden 11 Minuten her
#11071
Steinzeit-Astronom schrieb:
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Mit t = L²/α  komme ich für 10 km Wärmeleitung auf t ≈ 4.8×10¹² s ≈ 1,53×10⁵ Jahre, also etwa 153.000 Jahre.
...
Also wie groß ist die Zeit, die vergeht, bis der sich in 1 km Entfernung von einer aufgeheizten Fläche
befindliche Messpunkt seine Temperatur bis auf 1 – 1/e (= 63,212 %) dem Temperatursprung der Fläche
angeglichen hat?
Die Formel ist gegeben, die Werte auch, musst sie nur noch einsetzen. Was ist dein Problem?
Ich habe schon bewusst nur nach der Zeit für einen Teilausgleich gefragt, denn der zeitliche
Temperaturverlauf an der Messstelle sollte einer e-Funktion entsprechen, die niemals 0 wird.
Die Temperatur steigt linear, nicht exponentiell: t = L²/α. Siehst du das denn nicht, als Physiker?
 
Gilt die Formel für einen 100 %-Ausgleich? Das kann ich mir nicht vorstellen.
Sie haben die eventuelle Herleitung der Formel in Ihrem Zitat ausgeblendet.
Wenn die Reaktionszeit quadratisch von der Entfernung abhängen würde, gilt die Formel vermutlich
für eine punktförmige Wärmequelle in einem Gasvolumen.
Interessant in der Atmosphäre wäre aber die Reaktionszeit der Luft auf Temperaturänderungen der
Erdoberfläche oder anderer Luftschichten.

 

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

2 Stunden 6 Minuten her
#11072
Steinzeit-Astronom schrieb:
Die Temperatur steigt linear, nicht exponentiell: t = L²/α. Siehst du das denn nicht, als Physiker?
 
Davon träumen Sie nur. Ihre Formel gibt nur eine Zeit wieder – keinen zeitlichen Verlauf!

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

1 Stunde 50 Minuten her - 1 Stunde 40 Minuten her
#11073
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
Die Temperatur steigt linear, nicht exponentiell: t = L²/α. Siehst du das denn nicht, als Physiker?
 
Davon träumen Sie nur. Ihre Formel gibt nur eine Zeit wieder – keinen zeitlichen Verlauf!
Dann recherchiere selber die Diffusionsgleichung, wenn du es besser weißt. Anscheinend ja nicht.

Der Hinweis ist gegeben: "Die Skala t∼L²/α gilt für diffusive, lineare Fälle (z. B. ein initialer Temperatursprung oder Modenzerfall).. Das ist eine Standard-Skalierung aus der Diffusionsgleichung (sie folgt aus Dimensionalanalyse bzw. aus der Lösungsstruktur ∼ e−k²αt der Eigenmoden)."

Da steht mal deutlich linear bei initialem Temperatursprung. Dass der zeitliche Verlauf linear ist, ist aber nur meine ad-hoc-Vermutung. Bei näherem Hinsehen stimmt es vielleicht nicht. Aber ich behaupte ja auch nicht Diplom-Physiker zu sein.
Letzte Änderung: 1 Stunde 40 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

1 Stunde 37 Minuten her
#11074
Steinzeit-Astronom schrieb:
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
Die Temperatur steigt linear, nicht exponentiell: t = L²/α. Siehst du das denn nicht, als Physiker?

 
Davon träumen Sie nur. Ihre Formel gibt nur eine Zeit wieder – keinen zeitlichen Verlauf!
Dann recherchiere selber die Diffusionsgleichung, wenn du es besser weißt. Anscheinend ja nicht.

Der Hinweis ist gegeben: "Die Skala t∼L²/α gilt für diffusive, lineare Fälle (z. B. ein initialer Temperatursprung oder Modenzerfall).. Das ist eine Standard-Skalierung aus der Diffusionsgleichung (sie folgt aus Dimensionalanalyse bzw. aus der Lösungsstruktur ∼ e−k²αt der Eigenmoden)."

 
Nochmal:
Ihre Formel gibt nur eine Zeit wieder.
Ein linearer Fall heißt nicht, dass sich etwas in der Zeit linear verhalten würde.
Das ist mir nämlich in meinem ganzen Physikerleben noch nicht begegnet!
Also welche Abweichung gibt es nach der Zeit t∼L²/α?
Die "Lösungsstruktur" sieht ja bereits nach einer e-Funktion der Zeit aus: e−k²αt.

 

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

1 Stunde 30 Minuten her - 1 Stunde 3 Minuten her
#11076
hmpf schrieb:
Also welche Abweichung gibt es nach der Zeit t∼L²/α?
Das wüsste ich auch gerne. Erzähl mal. Mit Herleitung bitte.

Nachtrag: Meine Recherche hat nun ergeben: Die Temperatur in gegebener Entfernung steigt nicht linear mit der Zeit. Man kann für die Zeitdauer mit einem %-Wert rechnen, d.h. wie lange es dauert, bis die Temperatur zu 90% ausgeglichen ist oder zu 99% oder wie immer. Wie man das rechnet, das recherchiere besser selber.

Mich mich läuft sowas unter "unwichtige Details" und wird sehr schnell sehr kompliziert. Wer es so genau wissen will, der rechne selber oder suche sich einen Rechenknecht. 
[img
Letzte Änderung: 1 Stunde 3 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

59 Minuten her
#11077
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Wie man das rechnet, das recherchiere besser selber.
Mich mich läuft sowas unter "unwichtige Details" und wird sehr schnell sehr kompliziert. Wer es so genau wissen will, der rechne selber oder suche sich einen Rechenknecht. 
Warum haben Sie sich dann eingemischt?
Meine Frage ging ja an @Rainer Raisch und die von ihm genannte Formel.
 

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

52 Minuten her
#11079
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Wie man das rechnet, das recherchiere besser selber.
Mich mich läuft sowas unter "unwichtige Details" und wird sehr schnell sehr kompliziert. Wer es so genau wissen will, der rechne selber oder suche sich einen Rechenknecht. 
Warum haben Sie sich dann eingemischt?
Meine Frage ging ja an @Rainer Raisch und die von ihm genannte Formel.
Wollte nur helfen. Das kommt vor, jedenfalls in diesem Forum.
Rainer hat ja bis jetzt nicht geantwortet und seine Formel ist die von mir erläuterte.
Die Zeit, die sich damit ergibt ist die sog. Fundamentalzeit.

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

52 Minuten her
#11080
Um zum Thema zurückzukommen:
hmpf schrieb:
Also, dass vertikale Luftströmungen keine Kälte, sondern nur Wärme nach oben transportieren,
hat sogar schon der DWD erkannt:
www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/...here%20Luftschichten
Warme Luft steigt von unten auf, kühlt sich dabei ab und sinkt in der Höhe seitwärts wieder ab.
Dieser Prozess transportiert schnell und wirksam Wärme von der unteren Heizfläche in höhere Luftschichten.
Die Aufwärtsbewegung der Konvektionszelle, die in Form von einzelnen, in Bezug auf die Umgebungsluft
wärmeren bzw. weniger dichten Luftkörpern erfolgt, wird als Thermik bezeichnet.


 

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

48 Minuten her
#11081
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Rainer hat ja bis jetzt nicht geantwortet und seine Formel ist die von mir erläuterte.
Die Zeit, die sich damit ergibt ist die sog. Fundamentalzeit.
 
Den Begriff gibt es in Physik und Messtechnik nicht!

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Re: Atmosphäre ohne Treibhausgase

40 Minuten her - 35 Minuten her
#11083
hmpf schrieb:
Steinzeit-Astronom schrieb:
...
Rainer hat ja bis jetzt nicht geantwortet und seine Formel ist die von mir erläuterte.
Die Zeit, die sich damit ergibt ist die sog. Fundamentalzeit. 
Den Begriff gibt es in Physik und Messtechnik nicht!
Habe ich halt so gelesen: "häufig präzisiert als Fundamentalzeit für einen geschlossenen Intervall (erste Modenzeit) τ₁  = L²/π²α (abhängig von Randbedingungen — das ist die Zeit der langsamsten abklingenden Moden)." Für die Fundamentalzeit gehört also noch ein π² in den Nenner. Naja wie gesagt: Es wird schnell kompliziert.
Letzte Änderung: 35 Minuten her von Steinzeit-Astronom.

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