Montag, 24. Dezember 2012

Warum kühlt die Atmosphäre der Erde dort ab, wo die Sonne nicht hin scheint?

Question by Rotbuche: Warum kühlt die Atmosphäre der Erde dort ab, wo die Sonne nicht hin scheint?
Ich habe gerade bei meiner letzten Frage gelernt, dass Wärme die Bewegung von Teilchen ist und dass das Weltall eine Temperatur von 2,7 Grad K hat. Wie überträgt sich die Temperatur des Weltalls auf die Erde. Es gibt ja nur Raum und kaum Teilchen. Wie funktioniert das. Danke mal.
@P4
Danke. Du hast Dir sehr viel Mühe gegeben, was ich hiermit anerkennen möchte, aber manchmal habe ich nicht verstanden, was Du eigentlich sagen möchtest.


Best answer:

Answer by b. trunken
auf die gleiche art und weise, wie die wärmeenergie von der sonne über ddas (praktisch) teilchenleere weltall zu uns kommt:

per wärmestrahlung, in dem fall infrarotstrahlung



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3 Kommentare:

  1. Hallo,

    anders herum wird ein Schuh draus. Die Erde strahlt die Wärme als infrarote Schwingung ins Weltall ab, die sie vorher auf demselben Weg von der Sonne bekommen hat. Nur Wärme (Schwingung), in Sinne der Enthalphiedifferenz zweier unterschiedlicher Systeme, kann sich bewegen und zwar immer von Warm nach Kalt, so lange, bis die Temperaturen in beiden Systemen gleich sind.

    Gruß

    cfco15

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  2. Es gibt 3 Arten der Wärmeübertragung:

    Leitung
    Konvektion
    Strahlung

    Unter Wärmeleitung versteht man den Wärmeübergang in einem Stoff, z. Bsp. eine Mauer

    Unter Konvektion versteht man den Wärmetransport, der von einem Medium (bsp. Wasser) an ein anderes Medium (Bsp. Heizkörperlamellen) abgegeben wird.

    Diese beiden Arten spielen für deine Frage nur eine beiläufige Rolle.

    Ausschlaggebend für die Erwärmung und auch Abkühlung der Erde ist die Strahlung, die hier von der Sonne kommt. Ist die Energiequelle weg (Schatten oder Nacht), wird die aufgenommene Wärme durch Konvektion und Strahlung wieder abgegeben.

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  3. Kurz, halb richtig:

    Die Temperatur fällt ab, weil die Energiezufuhr (Sonne) fehlt und die Energieabfohr (Himmel) unverändert ist.

    Eine ausführlichere Diskusstion:

    "Wärme die Bewegung von Teilchen" - nein.

    Wärme ist eine Energie, die zwischen Körpern unterschiedlicher Temperatur ausgetauscht wird. Wärme ist eine Prozessgröße. Wärme tritt nur zwischen zwei Körpern oder Systemen auf.

    Vermutlich ist gemeint, dass die kinetische Energie der ungeordneten Teilchenbewegung die thermische Energie ist. Wichtig ist, dass die Bewegung ungeordnet ist. Wichtig ist, dass thermische Energie etwas anders als Wärme ist. Die Begriffe haben eine unterschiedliche Bedeutung.

    "das Weltall eine Temperatur von 2,7 Grad K" - nein.

    Die Einheit Grad Kelvin wird seit 40 Jahren nicht mehr benutzt. Die SI-Einheit der Temperatur ist Kelvin.

    Den Begriff Weltall gibt es nicht in der Physik. Weltall, wird oft als Synonym für das Universum benutzt. Dann ist die Erde, die Sonne, alle Sterne Teil des Weltalls. Die Temperatur von 2,7 Kelvin stimmt offensichtlich nicht für die Erde.

    Die kosmische Mikrowellen Hintergrundstrahlung entspricht ungefähr einer Schwarzkörperstrahlung, wenn der Körper eine Temperatur von 2,7 Kelvin hat. Es gibt messbare Abweichungen zwischen der einer 2,7 Kelvin Schwarzkörperstrahlung und der Hintergrundstrahlung.

    "Wie überträgt sich die Temperatur" - Temperaturen werden nicht übertragen. Wärme wird übertragen. Die Temperatur ist eine Zustandsgröße eines Körpers oder eines Systems im thermischen Gleichgewicht. Werden zwei Körper in thermischen Kontakt gebracht, sodass ein Wärmeaustausch möglich ist, dann nähern sich beide Körper dem thermischen Gleichgewicht. Beide Körper haben im Gleichgewicht die gleiche Temperatur. Die Temperatur ergibt sich aus der Energieübertragung.

    "Die Atmosphäre" - Die Erdatmosphäre hat eine Höhe zwischen 100 km und 10.000 km (je nach Definition der Grenze). Eine Temperatur für die Atmosphäre kann nicht angegebene werden. Innerhalb der Erdatmosphäre gibt es Bereich mit lokalen Temperaturen zwischen -75 °C und 1.500 °C. Die höchste lokale Temperatur liegt dabei an der Grenze zum Weltraum, ab 100 km Höhe.

    Die gefühlte nächtliche Abkühlung betrift die unterste Schicht der Atmosphäre. Der Erdboden absorbiert am Tag einen Teil der Sonnenstrahlung (maximaler spektraler Energiefluss im sichtbaren Bereich, dem Gelben). Der Erdboden gibt entsprechend seiner Temperatur Strahlung ab (maximaler spektraler Energiefluss im Infrarotem). Je größer die Temperatur des Erdbodens, desto mehr Energie wird vom Boden abgegeben. Die Temperatur des Bodens steigt, bis die abgegebene Energie gleich der aufgenommenen Energie ist. (Speicherfähigkeit des Bodens beeinflusst den zeitlichen Temperaturverlauf stark.)

    Nachts entfällt die Sonnenstrahlung. Dem Erdboden wird von der Sonne keine Energie zugeführt. Die Abstrahlung bleibt, die Temperatur des Bodens fällt, die Abstrahlung fällt mit der Temperatur. Ohne Sonne würde die Temepratur absinken, bis ein Gleichgewicht zwischen den radioaktiven Prozessen in der Erde und der Energieabstrahlung gefunden ist.

    Die Atmosphäre unmittelbar über dem Erdboden wird vom Erdboden erwärmt. (Im Wesentlichen vom Erdboden, zum kleineren Teil direkt durch Absorption der Sonnenstrahlung.) Die Atmosphäre nimmt Infrarotstrahlung des Bodens auf. Auch Wasserdampf vom Boden kondensiert in der Atmosphäre, transportiert so Energie vom Boden in die Luft. Die untere Atmosphäre verliert Energie an die obere Atmosphäre durch aufsteigende warme Luft. Sinkt die Temperatur des Erdbodens, dann sinkt dort die Temperatur der unteren Atmosphäre, weil die Energiezufuhr reduziert wird.

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