Montag, 29. Dezember 2014

Entropie (Temperaturausgleich) im System Erde-Atmosphäre

Auf Eike erreichte mich folgende Frage von Besso Keks:

#12: Johannes Herbst sagt:

"Bei diesen Beobachtungen wird auch eine Klimawirkung des CO2 nicht abgestritten. Die Spurengase haben in Bodennähe eine die Wärmeabstrahlung dämpfende Wirkung und in größeren Höhen der Atmosphäre eine die wärmeabstrahlende Wirkung. Eine mit der CO2-Konzentration direkt proportionale Zunahme der Globaltemperatur konnte aber bisher nicht nachgewiesen werden."

Sehr geehrter Herr Herbst,

Sie beschreiben den Fall "unten" wärmer, "oben" kälter.
Dies stellt eine Temperaturentmischung bzw. eine Reduzierung der Entropie dar.
In dem geschlossenen System Atmosphäre/Erde ist dies nur durch Erbringung von "Arbeit" möglich.

Wie und wo soll diese "Arbeit" erbracht werden, bzw. wer oder was erbringt sie??? 

Ihre Antwort hierzu erwarte ich mit großer Spannung...

Hmm.

Entropie: Ist die beobachtete Tatsache, dass in einem System sich höhere und niedrigere Temperaturen ausgleichen. Im Weltall mit seiner Hintergundtemperatur von ein paar Grad Kelvin (-273°C) bewirkt das, dass eben alle Energie dorthin abfließt und alles abkühlt.

Das System ist die Erdoberfläche mit einem höheren Temperaturniveau und das grottenkalte Weltall auf der anderen Seite. Und dazwischen ist die Atmosphäre.

Die ist nun eine gewisse Bremse für die Temperaturabstrahlung: Spurengase absorbieren Ir-Strahlung, wärmen Luftbestandteile auf, und emittieren schließlich nach einiger Verzögerung diese Wärme Richtung Weltall.

Die Erde und die Atmosphäre sind kein geschlossenes System. Es hat vorne und hinten Löcher.

Das komplette System sieht so aus: Sonne >> Kurzwellige Strahlung >> tw. Reflektion and der Atmosphärenoberschicht >> tw. Wärmeabgabe in der Atmosphäre (z.B. in der Ozonschicht) >> >> tw. Reflektion auf der Erdoberfläche >> großteils Absorption und Massenspeicherung (Wasser/Gestein) >> IR-Emmision Richtung Atmosphäre >> tw. Rückstrahlung und wieder Richtung Atmosphäe >> in der Atmosphäre (Absorption + Konvektion + Wärmeleitung + Emission) >> Emission(Abstrahlung) ins Weltall.

Die Atmosphäre kommt bei diesem Energie-Flusssystem zweimal (rein/raus) vor, hat aber wegen der unterschiedlichen Strahlungsform (kurzwellig/langwellig) auch unterschiedliche Wirkungen.

Die Erde mit Atmosphäre ist kein geschlossene System, sondern ein System, in dem Energie auf eine sehr komplexe Weise fliest. Die Arbeit dieser Wärmekraftmaschine wird von der Sonne erbracht.

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