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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

69 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Teilchen ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

11.04.2016 um 17:39
Ps... hier noch ein Artikel vom Spiegel in...Deutsch dazu.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/klimawandel-ozeane-haben-waermespeicherung-stark-beschleunigt-a-931264.html
NG


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

11.04.2016 um 19:34
Zitat von Z.Z. schrieb:Der Puffer bleibt konstant auf Temperatur.
Die Aufnahme und Abgabe findet gleichzeitig statt...da ist keine Zeit dazwischen. Jetzt Aufnahme, danach Abgabe.
Es ist ein stetiger Prozess.
Nee, das stimmt eben nicht. Ohne zeitliche Versetzung würde die Sonnenstrahlung einfach von einem Körper reflektiert, ohne daß der sich auch nur um 1grd erwärmen würde. Erwärmung bedeutet, daß der Körper die Strahlung für eine Zeitlang in "atomare Schwingung" umwandelt, bevor er sie dann wieder als Wärme abstrahlt. Diese Zeit über ist die Strahlung Wärmeenergie des Strahlung absorbierenden Körpers.

Je mehr Strahlungsenergie der Körper aufnimmt, desto wärmer wird er, und desto schneller strahlt er dann auch wieder Wärme ab. Sobald die Wärmeabstrahlung genauso schnell erfolgt wie die Absorbtion von Strahlung in Form von Wärme, hat sich ein Gleichgewicht herausgebildet. Ab diesem Moment verläßt pro Zeiteinheit genauso viel Energie, wie hinzukommt. Aber dennoch war am Beginn der Strahlung erst mal ein Übergewicht an Strahlungsinput. Mit anderen Worten, von Einsetzen der Strahlung an bis zum Zeitpunkt X hat der Stern mehr Strahlung in den Planeten reingegeben, als dieser im selben Zeitraum wieder abgegeben hat. Seit Zeitpunkt X strahlt der Planet pro Zeiteinheit genauso viel Enbergie ab, wie er aufnimmt, behält damit aber stets das Mehr an aufgenommener Wärme in konstantem Maße bei. Erst wenn die Strahlung aufhört, wird der Planet nach und nach dieses Mehr abgeben, bis er alles anfangs Aufgenommenes abgegeben hat. Erst dann hat er von Einsetzen der Strahlung an genauso viel abgegeben wie aufgenommen.
Zitat von Z.Z. schrieb:Das mit "Mondgestein", also einfachsten Materialien zu vergleichen ist auch nur sehr bedingt möglich
Wieso? Der Mond hat im Mittel eine Temperatur von -55°C, die Erde von +15°C. In K ausgedrückt sind das 218°K und 288°K. Damit puffert die Mondoberfläche rund 78,5% der Energiemenge, die die Erde puffert (ohne zu berücksichtigen, wie stark die Erdwärme selbst ihren Teil dazu beiträgt). Das ist ja nun wirklich nicht wenig. Nicht "rudimentär".

Der Mond ist seit langem "ausgebrannt", in Milliarden von Jahren hätte seine Oberfläche quasi die Temperatur von 3K annehmen müssen, der "Umgebungstemperatur" also. Hat er aber nicht.

Die tiefsten Temperaturen auf dem Mond liegen tatsächlich unter -230°C. Im Krater Erlanger wurden -238°C gemessen. Krater Erlanger ist freilich ein Krater in der Südpolregion des Mondes. Dort scheint auch am Mond"mittag" keine Sonne hin. Diese -238 sind also nicht das Temperaturminimum der tags beschienenen und nachts auskühlenden Mondoberfläche. Insofern kannst Du diese Temperaturen nicht heranziehen, um dem Mond irgendne Pufferfähigkeit abzusprechen.


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

11.04.2016 um 23:56
@perttivalkonen
Moin...

globaltemperaturelast550millionyearsdegf
Im Mittel 17.5 °C/ Schwankungen innerhalb 550 Mio. um +-4.5 °C
Aktuell bei 15 °C Tendenz steigend.
Zitat von perttivalkonenperttivalkonen schrieb:Ab diesem Moment verläßt pro Zeiteinheit genauso viel Energie, wie hinzukommt.
Sag ich doch. Wie du das auch immer herleitest.
Zitat von perttivalkonenperttivalkonen schrieb:Ohne zeitliche Versetzung würde die Sonnenstrahlung einfach von einem Körper reflektiert, ohne daß der sich auch nur um 1grd erwärmen würde. Erwärmung bedeutet, daß der Körper die Strahlung für eine Zeitlang in "atomare Schwingung" umwandelt, bevor er sie dann wieder als Wärme abstrahlt. Diese Zeit über ist die Strahlung Wärmeenergie des Strahlung absorbierenden Körpers.
Mit welchem Photon möchtest du anfangen?

GN8 Z.


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

12.04.2016 um 00:02
@Z.
Widme Dich dem Wesentlichen. Die Verweildauer der Energie ist das, was Du Pufferwirkung nennst. Und das gibts auch beim Mond. Nicht nur rudimentär. Meine Darlegungen sind völlig korrekt, ganz ohne Deine Einschränkung.


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

12.04.2016 um 00:21
@perttivalkonen
Zitat von perttivalkonenperttivalkonen schrieb:Ohne zeitliche Versetzung würde die Sonnenstrahlung einfach von einem Körper reflektiert, ohne daß der sich auch nur um 1grd erwärmen würde. Erwärmung bedeutet, daß der Körper die Strahlung für eine Zeitlang in "atomare Schwingung" umwandelt, bevor er sie dann wieder als Wärme abstrahlt.
Man oh man :)
Wir sprechen hier von Atomsphärendynamik da dürfte dass wohl klar sein..
Es ist dennoch ein stetiger Prozess, welchen ich hier ansprach über lange Zeiträume.
Zitat von perttivalkonenperttivalkonen schrieb:Die Zeit zwischen Energieaufnahme und Energieabgabe.
Ist aus meiner Sicht rudimentär...


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

13.04.2016 um 10:13
Zitat von Z.Z. schrieb:Man oh man :)
Wir sprechen hier von Atomsphärendynamik da dürfte dass wohl klar sein..
??? Es geht darum, daß Du die Temperaturspeicher- und Pufferfunktion exquisit den Fluiden vorbehältst. Ich spreche von unterschiedlicher Effizienz, Du widersprichst dem mit "rudimentät". Im nordsibirischen Werchojansk 1° nördlich des Polarkreises liegen die mittleren Monatstemperaturen von Januar und Juli über 60grd auseinander, die höchste Tagesspitze und die niedrigste Nachttemperatur sogar 105grd. Ein Drittel der Temperaturdifferenz auf dem Mond! Das zeigt sowohl die Ineffizienz der Temperaturspeicher- und Pufferfunktion fester Oberflächenmaterie an - als auch das Versagen von 70% Meeresbedeckung und globaler Atmosphäre, solche Temperaturschwankungen an einem Ort verhindern zu können.


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

13.04.2016 um 18:13
@perttivalkonen

Lieber Pertti,

ich verstehe sehr gut wie du das meinst. ich versuche hier aber, siehe auch Grafik oben, über das sozusagen Konstant mittlere Temperatur-Niveau der gesamten Erde zu sprechen... Wenn man mal nachschaut wird klar, warum die Temperaturen um die Pole im Mittel niedriger sind. Diese geben mehr Energie ab, als es am Äquator der Fall ist, sein kann.

Zudem, haben wir es hier mit sehr vielen verschiedenen Faktoren (Materialien/Gasen etc.) in Relation zu einfachem Gestein zu tun. Selbst der von dir zuerst korrekt beschriebene thermodynamische Standard-Vorgang ist deswegen aus meiner Sicht rundimentär, sprich unvollständig. Wie gesagt... nur aus meiner Sicht auf das Problem.

Zu anfangs hatte ich zudem davon gesprochen das sich die Erde "einen Pufferspeicher zugelegt hat".
Der Mond hat das nicht, selbst wenn seine Temperatur trivialer Weise den thermodynamischen Standard-Gesetzen folgt.
Die nötige Energie für den Pufferspeicher, kommt auch nicht von der Sonne, sondern stammt zunächst von den abkühlenden Erdmassen, inkl deren Auswurf daraus resultierender chemischer Komponenten.

NG


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

13.04.2016 um 20:37
Dem Mond fehlt einfach auch 71% der Erdoberfläche von Wasser bedeckt, was ein giantischer Wärmespeicher ist. Ein Teil der externen Sonnen Wärme wirkt latent, wird für den Verdunstungsprozess benötigt, ohne, dass sich das Wasser dabei erwärmt.

Wasser hat eine hohe Enthalpie von rund 4.187 Kilojoule pro Kilogram*Kelvin bedeutet es muss rel. viel Energie investiert werden um Wasser um ein Grad zu erwärmen und anders als feststoffliches durmischt sich Wasser. Die Bezeichnung Trägheit, Puffer ist nicht verkehrt, sowohl feste Masse, die Oberfläche wie auch Wassermassen..nur der Mond kühlt viel schneller ab wenn die Sonne nicht scheint, da ist es nur eine dünne Schicht der Oberfläche.

Schneebedeckte Flächen absorbieren weniger Strahlung als dunklere, wirken aber auch gleichzeitig als Isolationsschicht gegenüber dem Boden. Man darf einfach auch nicht vergessen, dass die Erde eine innere Heizung hat, der Mond nicht, schon alleine deswegen ist das Delta t beider kaum zu vergleichen...und last but not least ist der Sonnenverlauf/Stand am Nord und Südpol ein ganz anderer, was da auch mir rein spielt.


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Wie kommt die Energie der Sonne auf die Erde

16.04.2016 um 21:56
Was man auch noch berücksichtigen sollte bei der Betrachtung des Wärmegleichgewichtes - die Strahlungsgesetze von Planck ...

Auch wenn die Erde oder de Mond keine echten "schwarzen Körper" sind, gelten doch die Ideen von Planck näherungsweise, also Gesamtstrahlung proportional zur vierten Potenz der Temperatur usw ...
Wikipedia: Plancksches Strahlungsgesetz


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