Diskussion:Atmosphärischer Temperaturgradient

Vermutung

Hallo, kann man eigentlich sagen, dass der Grund für die (trocken)adiabatische Abkühlung der mit der Höhe abnehmende Luftdruck ist, also die Ausdehnung der Luft? Eine entsprechende Aussage _vor_ der ausführlichen Berechnung im Text fände ich sinnnvoll.(nicht signierter Beitrag von Nichtbernoulli (Diskussion | Beiträge) 17:40, 12. Nov. 2006 (CET))

Ja das ist prinzipiell der Fall und könnte am Anfang stehen. Ich bin der Meinung das der Eintrag sowieso eine Überarbeitung nötig hat (habe damit auch schon angefangen) und nach Möglichkeit gekürzt werden sollte.(nicht signierter Beitrag von RoQu (Diskussion | Beiträge) 15:13, 21. Nov. 2006 (CET))

Fehler ?

Die erste Abbildung verstehe ich nicht: In 500 km Höhe sind doch keine 1100 Grad Celsius.(nicht signierter Beitrag von 217.226.189.21 (Diskussion) 17:05, 2. Mär. 2007 (CET))

Doch das könnte schon stimmen, siehe Antwort unten. --Diwas (Diskussion) 17:55, 15. Jul. 2017 (CEST)

Fehler: mathematische Unsauberkeit

Die Waerme Q ist im allgemeinen nicht als vollstaendiges Differential darstellbar. Deshalb gibt man die Aenderung der Waerme als Variation /delta Q und nicht als Differntial dQ an. (nicht signierter Beitrag von 141.2.216.147 (Diskussion) 16:28, 1. Nov. 2015 (CET))

Fehler ?

Hallo, Der folgende Abschnitt ist doch meines Wissens schlicht falsch:

"Mit der Ausdehnung des Ballons hat sich zugleich auch die Dichte der Luft in ihm verändert, es sind also weniger Teilchen pro Volumeneinheit im Ballon. Damit sinkt aber auch die Bewegungsenergie pro Volumeneinheit, das heißt die Temperatur der Luft im Ballon. Eine Änderung des Luftdrucks bewirkt daher auch immer eine Änderung der Temperatur."

Das Maß für die Temperatur ist doch nicht die Bewegungsenergie pro Volumeneinheit, sondern die Bewegungsenergie pro Teilchen! Meines Wissens ist der Grund für die Abkühlung doch der, das die Luftteilchen bei Volumenvergrößerung ihre mittleren Teilchenabstände vergrößern und dabei Arbeit gegen die attraktiven Kräfte der Teilchen untereinander verrichten müssen. Wie wäre sonst zu erklären, das verschiedene Gase unterschiedliche (und einige sogar negative) Joule-Thomson-Koeffizienten haben (also ihre Temperatur bei Druckänderung unterschiedlich stark verändern)? Meines erachtens müsste der Artikel in diesem Punkt überarbeitet werden.

Hallo,

die Erklärung mit der Energie pro Volumen ist sicher falsch. Die Temperatur hängt zusammen mit der mittleren Energie der Teilchen (1/2 kT je Freiheitsgrad), wobei die Geschwindigkeitsverteilung der Maxwellverteilung entsprechen muss, damit man von Temperatur sprechen kann.

Die dann angebotene Erklärung stimmt m.E. aber auch nicht. Adiabatische Abkühlung gibt es auch in idealen Gasen, bei denen die molekularen Anziehungskräfte keine Rolle spielen. Die Abnahme der Bewegungsenergie erfolgt dadurch, dass in einem sich in Ausdehnung befindenden Gas alle Moleküle im Mittel Geschwindigkeitskomponenten, die voneinander weg weisen, haben und deshalb bei den elastischen Stößen , wieder im Mittel, Energie verloren geht. Bei Stößen der Teilchen mit einer zurückweichenden festen Wand (z.B. Kolben) ist das besser vorstellbar. Die gibt es aber innerhalb eines Gasvolumens natürlich nicht, aber von einem bestimmten Punkt aus betrachtet weichen alle Teilchen in der Umgebung nach allen Seiten zurück. Mit Hilfe der adiabatischen Expansion lassen sich daher Gase auch unterhalb ihrer Inversionstemperatur abkühlen und verflüssigen, also wenn es mit Joule-Thompson gar nicht ginge.

Die Temperaturen in der hohen Atmosphäre (Thermosphäre) sind wirklich so hoch, auf Grund der Aufheizung durch kosmische Strahlung (Sonnenwind u.s.w.). Die Energie pro Volumen ist aber wegen der extrem geringen Teilchendichte sehr gering. (nicht signierter Beitrag von 88.69.42.106 (Diskussion | Beiträge) 18:38, 11. Dez. 2009 (CET))

Misslungener Satz

Zitat:

"Der eigentlich messbare und damit statische Umgebungsgradient wird dabei von zwei dynamischen Gradienten unterschieden."

Hier wird behauptet, dass der Umgebungsgradient (was ist das überhaupt) statisch ist, weil er messbar ist.

Und warum wird er (nur?) bei der Messung ("dabei") von zwei (an dieser Stelle noch mysteriösen) dynamischen Gradienten unterschieden?

Reparaturvorschlag nach dem Prinzip "zuerst ein Wort erklären und dann erst verwenden":

Zuerst Umgebungsgradient und die beiden dynamischen Gradienten erklären und benennen und dann den Zusammenhang miteinander.

Gruß -- Dr.cueppers - Disk. 12:25, 8. Feb. 2010 (CET)

Horizontaler Temperaturgradient

"Speziell diese horizontale Temperaturdifferenz zwischen Polen und Äquator wird durch die Klimaerwärmung vergrößert, wodurch das horizontale Wettergeschehen spürbar stärker angetrieben wird (mehr Stürme und Orkane, sowie großräumigere Hoch- und Tiefdruckgebiete)."

So eine Behauptung sollte man zumindest mit einem Quellennachweis stützen, denn naheliegend ist das nicht. Ganz im Gegenteil scheint es eher so zu sein, dass eine globale Erwärmung die arktischen und antarktischen Regionen stärker betrifft als die Tropen und Subtropen. Der Temperaturgradient sollte also eher kleiner werden.

http://de.wikipedia.org/wiki/Pal%C3%A4oz%C3%A4n/Eoz%C3%A4n-Temperaturmaximum#Zusammenfassung (nicht signierter Beitrag von 194.112.179.133 (Diskussion) 07:46, 15. Aug. 2010 (CEST))

Diese Kritik ist vollkommen gerechtfertigt, die Albedo-Rückkopplung ist nahe der Pole größer, denn nur dort gibt es große Schnee- und Eisfelder, die wegtauen können (Gebirgsgletscher sind dagegen klein). Zumal sich das auch bei der verlinkten Wikipedia Seite deutlich zeigt, zumindest beim Nordpol (Der Südpol scheint die Erwärmung bisher nicht mitzumachen). http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Global_climate_change.jpg&filetimestamp=20100829110335 Auch die Daten des IPCC zeigen diese Tendenz: http://www.ipcc.ch/graphics/ar4-wg1/jpg/fig-3-9.jpg Auch in den vergangenen Warmzeiten hat sich die Temperaturdifferenz zwischen Pol und Äquator gegenüber den Kaltzeiten nachweislich VERRINGERT, nicht vergrößert (siehe SCHÖNWIESE, C.-D. (2003): Klimatologie. 2., neu bearb. und aktualisierte Aufl.. S. 303). Die Aussage "Speziell diese horizontale Temperaturdifferenz zwischen Polen und Äquator wird durch die Klimaerwärmung vergrößert, wodurch das horizontale Wettergeschehen spürbar stärker angetrieben wird (mehr Stürme und Orkane, sowie großräumigere Hoch- und Tiefdruckgebiete)." ist also schlicht und ergreifend das Gegenteil der Realität. Ich werde diesen Satz daher löschen. -- Robert Soyka 19:22, 8. Dez. 2010 (CET) Nachtrag: Die außertropischen Stürme weisen laut IPCC keinen zunehmenden Trend auf, ehr einen abnehmenden: http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch3s3-8-4.html -- Robert Soyka 19:27, 8. Dez. 2010 (CET) Die Zusammenfassung kann ich nicht ändern. So bleibt der nonsens halt stehen bis zum Sankt-Nimmerleinstag. Bin begeistert. Wikipedia ist offensichtlich auch nicht mehr das, was es mal war. -- Robert Soyka 19:35, 8. Dez. 2010 (CET)

Stratosphäre

Oft findet man die Behauptung, daß eine Stratosphäre nur wegen der UV-Absorption existiert. Das ist schlicht und einfach falsch. Siehe Pierrehumbert S. 14--Physikr 08:17, 4. Mär. 2011 (CET)

Veranschaulichung

Meines Erachtens ist die Erklärung zur Änderung der Temperatur falsch. Es wird herangezogen, dass p*V = const. ist um damit den Temperaturgradienten zu erklären. p*V = const. gilt aber nur für isotherme Zustandsänderungen (n=1!). Auch die Erklärung mit dem Absinken der kinetischen Energie pro Volumeneinheit ist zu stark verallgemeinert und ungenau, was oben auch schon erläutert wurde. Es wäre sinnvoller das Absinken der Temperatur über die allgemeine Gasgleichung p*V = n*R*T mit p*V^n = const. zu erklären. Da kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet gilt n=1,4 (Luft). Es handelt sich um eine adiabate und keine isotherme Zustandsänderung!

Der Kritik kann ich zustimmen. Die adiabatische Zustandsänderung eines idealen Gases sollte mit p*V^n = const. berechnet werden. Außerdem ist die Aussage, dass dem Ballon weder Energie zu noch abgeführt wird falsch. Der Ballon verrichtet Arbeit an seiner Umgebung, wenn er sich gegen den entsprechenden Luftdruck ausdehnt. Dadurch sinkt die Innere Energie des Gases im Ballon. Da für ein ideales Gas die Innere Energie und die Temperatur proportional sind ist das auch der eigentliche Grund für die Temperaturabnahme. --Thermo pete (Diskussion) 09:55, 16. Okt. 2012 (CEST)

Ich habe versucht, die "Veranschaulichung" neu zu formulieren. Hier der Vorschlag, bitte Kommentare und Korrekturen:

Um zu verstehen, warum sich die Temperatur mit zunehmender Höhe ändert, hilft es, sich einen aufsteigenden Wetterballon vorzustellen. In diesem Gedankenexperiment ist es dann notwendig, den Ballon mit Luft zu füllen und (etwas weniger realistisch) anzunehmen, dass sich dessen Volumen beliebig ändern lässt, dessen Oberfläche also nicht starr ist und sich beliebig ausdehnen und zusammenziehen kann. Es handelt sich folglich um ein scharf begrenztes Luftpaket, das, isoliert von seiner Umgebung, langsam an Höhe gewinnt und sich adiabatisch ausdehnt. Am Boden wirkt der Luftdruck auf die Ballonhülle und presst diese auf ein bestimmtes Volumen zusammen. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck jedoch ab. Daraufhin dehnt sich der Ballon aus, bis sein Innendruck dem der Umgebung entspricht Obwohl dem Ballon weder Wärme zu- noch abgeführt wurde, hat sich die Temperatur der Luft im Ballon jetzt verändert. Wie kommt das? Adiabatisch bedeutet, dass zwar keine Wärme ausgetauscht wird, die Moleküle aber dennoch bei der Ausdehnung Volumenarbeit leisten auf Kosten ihrer kinetischen Energie (Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Verlag Chemie 1982. Abschnitt 1.1.16, S.49). Damit verringert sich die Innere Energie im Ballon, und zwar um den Betrag, der aufgebracht werden musste, um die Umgebungsluft zu verdrängen.

Betrachten wir dazu die physikalische Größe Temperatur. Eine Temperaturmessung beruht darauf, dass die Moleküle durch Stoß ihre kinetische Energie auf ein Messgerät übertragen (als Folge dehnt sich z.B. der Alkohol im Thermometer aus). Damit ist Temperatur, neben dem individuellen Gefühl eines jeden Menschen dafür, nichts anderes als ein makroskopisches Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Atome und Moleküle, die Teil der Inneren Energie ist. Im Gegensatz zur Energie ist die Temperatur eine intensive Größe, also unabhängig von der Stoffmenge.

Mit der Ausdehnung des Ballons hat sich die kinetische Energie der Moleküle verringert, man misst eine geringere Temperatur der Luft im Ballon.

Betrachtet man andererseits ein Luftpaket in konstanter Höhe, das aber einer Luftdruckänderung ausgesetzt ist, dann führt dies zu einer Kompression oder Expansion und damit auch immer zu einer Änderung der Temperatur, da entweder Arbeit ihm geleistet wird oder dieses Arbeit leistet und damit Energie abgibt.

Die Änderung von Temperatur und Druck können selbst wieder Auswirkungen auf den Aggregatzustand der Bestandteile der Luft haben, denn diese kommen nur unter bestimmten Bedingungen als Gase vor. Dies zeigt sich beim Wasserdampf, denn nur er kann unter atmosphärischen Bedingungen zu flüssigem Wasser kondensieren oder zu Eis resublimieren. Da die dabei freiwerdende Wärme einen Einfluss auf die Temperatur hat, unterscheidet man zwischen trocken- und feuchtadiabatischen Temperaturgradienten.--WA Reiner (Diskussion) 21:33, 23. Feb. 2013 (CET)

Ausrichtung und/oder Lemma

So als gäbe es keine anderen Atmosphären, wird im ersten Satz behauptet, beim atmosphärischen Temperaturgradienten würde es sich um den der Erdatmosphäre handeln. Die Konzentration auf die Erdatmosphäre wäre verständlich, wenn nicht sämtliche erdspezifischen Angaben und Ausführungen, insbesondere in der aufblähten Einleitung, redundant zu anderen Artikeln wären: zu Schichtungsstabilität der Erdatmosphäre und Erdatmosphäre#Aufbau und Gradienten sowie einer Prise Planetarische Zirkulation.

Der einzige Mehrwert ist der adiabatische Temperaturgradient, dem sämtliche sieben Weiterleitungen auf diesen Artikel gelten – Hauptgrund für folgenden Vorschlag: Der Artikel sollte sich unter dem Lemma "Adiabatischer Temperaturgradient" genau darauf konzentrieren. Die Behandlung sollte allgemeiner gehalten sein. Momentan gilt die Herleitung nicht einer Formel als Endergebnis – die wird einfach unterschlagen –, sondern dem speziellen Zahlenwert für die Erdatmosphäre. Auch die Voraussetzung "kein Phasenübergang" ist zu speziell: Auf Jupiter wird Wasserstoff ohne Phasenübergang flüssig (überkritisch) während Methan und Wasser thermisch dissoziieren. Anfang und Ende dieses Abschnitts sind also ausbaufähig, während der Großteil der Herleitung der Isentrope gilt und mit Verweis dorthin gekürzt werden kann.

Der Verlust des aktuellen Lemmas ist übrigens zu verschmerzen: Dass jemand direkt nach "atmosphärischer Temperaturgradient" sucht, dürfte ein extrem seltenes Ereignis sein, denn die Google-Buchsuche nach "atmosphärischer Temperaturgradient"|"atmosphärische Temperaturgradient"|"atmosphärischen Temperaturgradienten" (das Zeichen | bedeutet bei Google ODER) erbringt gerade einmal 10 Treffer. – Rainald62 (Diskussion) 00:26, 8. Mai 2012 (CEST)

"Überadiabatischer" bzw. "unteradiabatischer Temperaturgradient"  ?

Hallo allerseits, in dem Artikel Inversionswetterlage werden mehrmals die Begriffe "überadiabatischer" bzw. "unteradiabatischer Temperaturgradient" benutzt, ohne dass das dort näher erklärt würde, und auch in diesem Artikel, in dem man wohl am ehesten nach einer Erklärung sucht, nicht. Da ich da auch nur rätseln kann, was wohl mit den beiden og. Begriffen gemeint ist, wäre es gut, wenn das jemand mit mehr Sachkenntnis mal erklärt, am besten gleich hier, weil das ja anscheinend das zentrale Lemma zu diesem Thema ist. Gruß, --Qniemiec (Diskussion) 14:06, 31. Aug. 2014 (CEST)

Warme Luft steigt nach oben (oder doch nicht) ?

Hallo allerseits, bei der Disskussion des Themas "Inversionswetterlagen" kommt es immer wieder zu dem Punkt, dass sich dort einerseits der "atmosphärische Temperaturgradient", also die Tatsache, dass es in der Höhe kälter ist als am Boden, andererseits die Tatsache, dass kalte Luft schwerer ist als warme, es also am Boden kälter sein müsste als in der Höhe, (scheinbar) ins Gehege kommen. Wenn die Schüler clever sind, werden sie also je nach Klausurthema mal das eine, mal das andere niederschreiben - wie aber lässt sich beides miteinander vereinbaren? Vieleicht gibt es ja jemanden, der das, nach Möglichkeit auch noch anschaulich bzw. verständlich, hinbekommt? Die Veranschaulichung der Volumenarbeit durch die Geschichte mit dem sich ausdehnenden Ballon (die wir ja dank Herrn Baumgartners Stratosphärensprung nun alle auch mal selber mitverfolgen konnten), geht da ja schon mal in die richtige Richtung. Gruß,--Qniemiec (Diskussion) 14:28, 31. Aug. 2014 (CEST)

"Durchschnittliche Temperatur und molare Masse der Atmosphärengase in Abhängigkeit von der Höhe"

Wenn die Temperatur des Weltraumes höher ist als die der Erdamosphäre, folgt aus dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, dass es einen Wärmestrom vom Weltraum zur Erdatmosphäre gibt. Wäre dies der Fall würde es sich in der Nacht nicht abkühlen und wir hätten eine Gluthitze auf diesem Planeten.

Entweder eine der beiden Temperaturen ist falsch oder der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.(nicht signierter Beitrag von 93.82.117.73 (Diskussion) 13:17, 8. Jun. 2019 (CEST))