Hallo ! Wind weht über das Meer und trifft auf eine Insel mit einem Bergrücken der Höhe 2500 m. Die bodennahen Luftmassen werden also zum Aufsteigen gezwungen, Druck und Temperatur sinken. Nimmt man für Meereshöhe 1013 hPa an, sind es bei 2500 m 747 hPa, aber wie weit sinkt die Temperatur ? Ich nehme an, es ist eine adiabatische Expansion und man braucht die Wärmekapazität der Luft. Jetzt komme ich aber nicht weiter. Ich bin nämlich gerade auf einer solchen Insel. Am Ufer kommt vom Meer ein ein kräftiger, angenehm warmer Wind (25 Grad), auf dem Bergrücken ist es bitter kalt. Vielleicht ist es auch nicht so einfach zu rechnen, weil ja nicht die ganze Luft 2500 m steigen muss.
Hallo,
um rd. ein Grad pro 100 Meter. Darin ist aber eine etwaig freiwerdende Kondensationswärme durch Wolkenbildung noch nicht enthalten.
Gruß
C.
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Ja – deine Überlegung ist im Kern genau richtig. Entscheidend ist aber, ob die Luft trocken oder feucht aufsteigt. Bei einer Insel mit 2.500 m hohem Bergrücken kann der Temperaturunterschied tatsächlich sehr groß werden.
Nehmen wir dein Beispiel mit 25 °C auf Meereshöhe.
1. Trockene Luft: etwa 1 °C pro 100 m
Für ungesättigte Luft gilt näherungsweise der trockenadiabatische Temperaturgradient:
≈ 0,98 °C pro 100 m
Bei 2.500 m Höhenunterschied wären das:
2.500 / 100 × 0,98 ≈ 24,5 °C
Also: 25 °C − 24,5 °C ≈ 0,5 °C
Die Luftmasse könnte auf dem 2.500-m-Rücken also theoretisch nur noch etwa 0–1 °C haben. Das klingt extrem, ist aber physikalisch durchaus möglich.
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2. Aber feuchte Luft verhält sich anders
Und hier kommt deine Insel ins Spiel. Luft, die vom Meer kommt, enthält normalerweise viel Wasserdampf. Beim Aufsteigen kühlt sie zunächst trockenadiabatisch ab. Irgendwann erreicht sie den Taupunkt. Dann beginnt Wasserdampf zu kondensieren und Wolken bilden sich. Dabei wird Kondensationswärme frei. Deshalb sinkt die Temperatur danach langsamer – typischerweise ungefähr 0,4–0,7 °C pro 100 m, je nach Temperatur und Feuchte.
Ein vereinfachtes Beispiel:
Meereshöhe: 25 °C
bis zur Wolkenbasis: vielleicht 500 m
dort: ungefähr 20 °C
weitere 2.000 m Aufstieg mit beispielsweise 0,5 °C/100 m
Abkühlung: etwa 10 °C
Dann wären wir auf 2.500 m bei ungefähr 10 °C. Und unter bestimmten Bedingungen kann es auch noch kälter werden.
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3. Deine 747 hPa sind übrigens plausibel
Mit einer Standardatmosphäre liegt der Druck bei 2.500 m tatsächlich ungefähr bei 746–750 hPa. Die Luft hat dort also nur noch etwa 74 % des Meeresspiegeldrucks. Die Temperatur lässt sich aber nicht einfach aus 1013 → 747 hPa über ein festes Verhältnis bestimmen, weil die Luft beim Aufsteigen Arbeit verrichtet und sich dabei abkühlt. Genau deshalb kommt die Adiabatik ins Spiel.
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4. Und jetzt kommt der interessante Teil deiner Beobachtung
Du schreibst:
Am Ufer kommt vom Meer ein kräftiger, angenehm warmer Wind (25 °C), auf dem Bergrücken ist es bitter kalt.
Das kann genau durch diesen Effekt entstehen. Die Luft wird an der Windseite des Berges nach oben gezwungen:
Meer → warme feuchte Luft → Aufsteigen → Abkühlung → Kondensation → Wolken/Regen → Gipfel
Auf der anderen Seite kann dann etwas sehr Interessantes passieren: Die nun trockenere Luft sinkt wieder ab und erwärmt sich dabei trockenadiabatisch.
Das ist der berühmte Föhn-Effekt.
Deshalb kann es passieren, dass du auf derselben Insel gleichzeitig am Meer 25 °C auf dem windzugewandten 2.500-m-Rücken beispielsweise 5–10 °C und auf der windabgewandten Seite wieder 20–30 °C hast. Das ist kein Widerspruch, sondern eine direkte Folge der Thermodynamik der Atmosphäre.
Und ja, du hast mit deinem letzten Satz einen wichtigen Punkt angesprochen. Die Luft, die am Ufer 25 °C hat, muss nicht zwingend als exakt dieselbe Luftmasse bis auf 2.500 m gelangen. Geländeform, Windgeschwindigkeit, Wolkenbildung, Durchmischung und lokale Thermik machen die reale Situation wesentlich komplizierter als die einfache Rechnung. Wenn du mir sagst, auf welcher Insel du gerade bist und ungefähr auf welcher Höhe du die 25 °C bzw. die Kälte misst, kann ich dir das für genau diese Situation einmal mit Meereshöhe → Wolkenbasis → Gipfel → Leeseite durchrechnen.
hi,
das hätte eine KI nicht besser erklären können.
grüße
lipi
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Den Beitrag sollten wir doch mal an den Plagiatsjäger Stefan Weber senden.
Ach lieber nicht, der will ja dafür bezahlt werden, und Relevanz für eine Wahl hat das ja auch nicht.
Gilt hier eigentlich die KI-Kennzeichnungspflicht auch?
Ich wäre dafür.
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steht etwas von Verboten der AI in den AGB oder der Netiquette? Habe ich das überlesen? Hoffentlich ist ein Physikstudium nicht verboten…
Keine Sorge, verboten ist das Physikstudium natürlich nicht! 
Mit AI ist Artificial Intelligence (Künstliche Intelligenz) gemeint. Es gibt hier zwar kein striktes Verbot, aber die Community und die Betreiber legen einfach großen Wert darauf, dass die Beiträge von echten Menschen geschrieben werden und nicht aus dem KI-Generator stammen. Dein echtes, menschliches Physikwissen ist hier also mehr als willkommen!
scnr
Ich wundere mich, dass du denkst, es wäre sinnvoll, einfach eine KI-Antwort hier reinzuklatschen.
Wenn, dann die Info dazu, was du eingegeben hast. Hier geht es um den Austausch zwischen MENSCHEN. Dabei darf KI genutzt werden, dass sollte aber angegeben werden und deine Antwort sollte außer Kopieren auch noch einen persönlichen Teil enthalten.