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Neugierig auf diesen "lesenswerten Artikel" ("Gegenstrahlung" hatte ich bisher nicht gekannt) - verstehe ich nur 'Bahnhof'... Scheint irgendetwas mit "Wärmestrahlung in zwei Richtungen" und mit Treibhauseffekt zu tun zu haben - aber was? Die Wärmeenergie kommt m.W. von der Sonne, ein Teil wird in der Atmosphäre absorbiert, ein Teil auf der Erdoberfläche. Aber was ist denn nun die "Gegenstrahlung"? Kann das mal jemand bitte wenigstens in der Einleitung allgemeinverständlich erklären? Danke, --Markus (Diskussion) 04:05, 24. Jan. 2017 (CET)Beantworten

Ich habe beim Überarbeiten des Satzes aus der Beschriebung auch festgestellt, dass die Einleitung des Artikels deutlich besser aus den Punkt kommen könnte. Vielleicht komme ich in den nächsten Tagen dazu, einen Vorschlag zusammenzustellen. --Lpd-Lbr (d) 20:15, 26. Aug. 2019 (CEST)Beantworten

Sch hat den Sinn die Physik der Gegenstrahlung nicht verstanden. Leider ist das weit verbreitet. Der Gegenstrahlung wird auch ein thermodynamischer Sinn unterstellt und darauf z.B. der II.HS der TD angewandt. Das ist natürlich falsch, weil eben im thermodynamischen Sinn die Gegenstrahlung nur eine Rechengröße ist, die aus der Pyrgeometergleichung folgt. Die Strahlungsintensität zwischen zwei Körpern hängt von den Temperaturen beider Körper ab. Die beiden Temperaturen gehen in Form einer Differenz ein. Wird die Differenz in der Berechnung der Strahlungsintensität als Differenz zweier entgegengesetzter Wärmeströme aufgefaßt, dann ist der kleinere Wärmestrom die Gegenstrahlung. In diesem thermodynamischen Sinne ist die Gegenstrahlung nur eine Rechengröße. Werden Wärmeströme als Photonenströme aufgefaßt, so sind ist die Gegenstrahlung der geringere Photonenstrom. --Physikr (Diskussion) 22:24, 28. Mär. 2013 (CET)Beantworten

Nach meinem Verständnis wäre eine Größe, die eine reine Rechengröße ist, nicht messbar. Das ist sie aber. Und darum ist es eben nicht eine reine Rechengröße. --hg6996 (Diskussion) 06:48, 29. Mär. 2013 (CET)Beantworten

Dann beschreibe mal die Messung - es geht nicht. Unter Annahme bestimmter Voraussetzungen wird die Gegenstrahlung aus zwei Temperaturmessungen berechnet - siehe Pyrgeometergleichung--Physikr (Diskussion) 20:23, 29. Mär. 2013 (CET)Beantworten

Das steht eigentlich im Artikel selbst, unter der Überschrift "Messung". Man verwendet ein Pyrgeometer dafür. --hg6996 (Diskussion) 20:27, 29. Mär. 2013 (CET)Beantworten

Ich habe mir nochmal Gedanken darum gemacht. Aus der Tatsache, dass man sie nur indirekt bestimmen kann, zu schließen, es gäbe sie nur als Rechengröße halte ich für falsch. Die Pyrgeometergleichung enthält ja bereits die Antwort, dass sich die von der schwarzen Folie empfangene Strahlung aus zwei Komponenten zusammensetzt, nämlich der von der Grundplatte emittierten Strahlung und der atmosphärischen Gegenstrahlung. Somit wird es Photonen geben, die von der Grundplatte kommen und Photonen, die von der Atmosphärischen Gegenstrahlung stammen.

Genauso gut könnte man behaupten, das es sich bei einer Gewichtskraft nur um eine reine Rechengröße handelt, weil sie bei einem nicht im Vakuum befindlichen Versuchsaufbau nicht exakt direkt bestimmbar ist (weil die Auftriebskraft der Atmosphäre jeden Gegenstand leichter macht als er eigentlich ist). Ähnliches gilt für eine mit einem konventionellen Voltmeter gemessene Spannung und vieles Andere mehr. --hg6996 (Diskussion) 11:24, 30. Mär. 2013 (CET)Beantworten

Ich habe eindeutig geschrieben "Rechengröße im Sinne der Thermodynamik". Mit den Photonenströmen bringst Du die Quantenmechanik ins Spiel - und dann ist es keine Rechengröße, sondern eine Vorstellung der Realität. Der erste Sachverhalt ist spätestens ab 1879 bekannt (Stefan, S. 411) [absolute Stärke ist nur hypothetisch], die physikalische Interpretation erst seit 1916 (Einstein). Mit der Rechengröße wird der Unsinn der Klimaskeptiker auch klar, die den II. HS. der TD auf eine Rechengröße anwenden wollen. Zu Clausius Zeiten war von Photonen noch keine Rede und dementsprechend kann sich der II. HS. der TD nur auf den Nettowärmestrom beziehen.

Es kann natürlich immer bessere Formulierungen geben - aber die richtigen Sachverhalte sollten schon erkennbar sein. --Physikr (Diskussion) 10:33, 31. Mär. 2013 (CEST)Beantworten

OK, ich glaube, jetzt hab ich verstanden, worauf Du heraus wolltest.

Was die Argumentation gegenüber Klimaskeptiker angeht, so finden diese leider in der großen Zahl derer, denen Physik schon seit jeher ein Buch mit 7 Siegeln war, immer eine nicht kleine Zahl von Zuhörern, die ihnen auf den Leim gehen. Da ist es leider egal wie fundiert man argumentiert.

Oder bildhaft gesprochen: Wie soll man einem Hund etwas von Farben erzählen, wenn er diese gar nicht sehen kann ? In diesem Sinne: Frohe Ostern! --hg6996 (Diskussion) 15:17, 31. Mär. 2013 (CEST)Beantworten

Die atmosphärische Gegenstrahlung ist schlicht und einfach die Wärmestrahlung der Atmosphäre und damit genau so real wie die gemäß Stefan-Boltzmann-Gesetz vom Erdboden ausgehende Wärmestrahlung (die "terrestrische Gegenstrahlung"), wie die Wärmestrahlung deiner Wohnzimmerwände (die dein thermisches Wohlbefinden sicherstellt und auch nicht dem 2. HS widerspricht, obwohl sie von den kühleren Wänden auf deine wärmere Körperoberfläche übergeht), wie die Wärmestrahlung der Sonne, die der Besitzer einer PV-Anlage in klingende Münze umwandeln kann. In Brennkammern und Feuerungen leisten gerade die Abgaskomponenten Kohlendioxid und Wasserdampf (die in der freien Atmosphäre die Gegenstrahlung erzeugen) vermittels ihrer bei Abgastemperaturen erheblichen Wärmestrahlung einen wesentlichen Beitrag zur Wärmeübertragung an die Brennkammerwände. Ein Ingenieur in Industrieller Feuerungstechnik wäre wohl überrascht zu erfahren, dass sein Wärmeertrag großenteils aus einer Rechengröße besteht.

Das Pyrgeometer misst zwar primär nur eine Wärmestromdifferenz, aber die ausgehende Wärmestrahlung ist ja durch das Stefan-Boltzmann-Gesetz eindeutig festgelegt, welches sich auch thermodynamisch herleiten lässt. Insofern ist auch die einfallende Wärmestrahlung im Rahmen der Thermodynamik eindeutig festgelegt, obwohl nur eine Strahlungsdifferenz gemessen wurde. Und in der Praxis bräuchte man nur zwei Pyrgeometer mit unterschiedlicher Gehäusetemperatur nebeneinander stellen und die Gegenstrahlung messen lassen - man wird mit beiden trotz ihrer unterschiedlichen Eigenemission dasselbe Messergebnis für die Gegenstrahlung erhalten.

Aber wenn ich dein Argument recht verstehe, dann geht es dir gar nicht darum, die Realität der Gegenstrahlung an und für sich anzuzweifeln, sondern der Behauptung entgegenzutreten, eine Gegenstrahlung widerspräche dem 2. HS. Die Gegenstrahlung speziell im Rahmen der Thermodynamik zur bloßen Rechengröße herabzustufen und damit dem Anwendbarkeitsbereich des 2. HS zu entziehen ist aber meines Erachtens in dreierlei Hinsicht nicht zielführend.

Erstens wird der unbefangene Leser die Einschränkung "Thermodynamik" nicht wirkliche wahrnehmen und als Botschaft nur mitnehmen: die Gegenstrahlung ist eh nur eine Rechengröße und gar nicht wirklich real - eine solche vermeintliche Botschaft würde den Klimaskeptikern aber doch erst recht eine Steilvorlage liefern, die teilweise die Existenz einer Gegenstrahlung überhaupt leugnen.

Zweitens entsteht der vermeintliche Widerspruch zum 2. HS ja dadurch, dass hier durch Strahlung Energie von einem kälteren zu einem wärmeren Objekt transportiert wird. Es scheint niemand ein Problem damit zu haben, wenn die Strahlung Energie vom wärmeren zum kälteren Objekt transportiert. Erklärt man aber die Strahlung im ersten Fall zur bloßen Rechengröße und im zweiten Fall nicht, dann entsteht eine sehr künstliche und erklärungsbedürftige Fallunterscheidung. Bin ich der Wärmestrahlung eines Kachelofens von z.B. 40°C Oberflächentemperatur ausgesetzt, dann wird niemand die Realität der vom Ofen auf mich (Oberflächentemperatur ca. 30°C) übergehenden Wärmestrahlung anzweifeln. Kühlt der Ofen aber langsam auf unter 30° ab, dann würde er urplötzlich von der Abgabe einer Wärmestrahlung auf die Abgabe einer bloßen Rechengröße umschalten. Verlasse ich den Raum und stelle stattdessen einen Eimer kalten Wassers (10°C) hin, dann darf die Rechengröße wieder eine echte Wärmestrahlung sein. Um diese künstliche Unterscheidung zu vermeiden, müsste man alle Arten von Wärmestrahlung generell zur bloßen Rechengröße erklären, was aber auch niemend verstehen würde, weil man die Wärmeabgabe von Kachelofen oder Sonne ja spüren kann.

Der Fehlanwendung des 2. HS kann man - als Drittes - meines Erachtens nicht entgegentreten, indem man einer der beteiligten Größen die Realität abspricht (und sei es auch nur speziell in thermodynamischem Zusammenhang). Man sollte vielmehr deutlich machen, dass und warum der 2. HS nur eine Aussage über die Nettoströme macht (wie du oben ja selbst sagst). Dabei ließen sich Beispiele für thermodynamische Systeme anführen, bei denen das System als Ganzes selbstverständlich dem 2. HS gehorcht, während einzelne Teilsysteme oder Teil-Energieströme ihm nicht zu gehorchen brauchen (z.B. der Stoffwechsel in lebenden Organismen, etwa Photosynthese, aber es ließen sich sicher auch chemische oder technische Beispiele finden, etwa Wärmepumpen). Das wäre dann aber nicht hier im Artikel zur Gegenstrahlung darzulegen, sondern am ehesten im Artikel Strahlungsaustausch, wo wir diesen Aspekt ja ohnehin vor Jahren schon einmal in den Artikel aufgenommen haben, oder im Abschnitt "Zweiter Hauptsatz" im Artikel Thermodynamik, der aber auch so schon sehr überlastet ist. Tschau, -- Sch (Diskussion) 16:44, 31. Mär. 2013 (CEST)Beantworten

Nachtrag, um den letzten Punkt weiter auszuführen: sofern die Degradierung der von kalt nach warm laufenden Strahlung zur bloßen Rechengröße dazu dienen soll, der scheinbaren Verletzung des 2. HS durch diesen Strahlungsfluss aus dem Weg zu gehen (er wäre also lediglich "rechnerisch" und nur der Nettostrom wäre "thermodynamisch real"), so sehe ich keine Notwendigkeit dafür. Dieser Strahlungsstrom kann durchaus als eine reale und auch thermodynamisch vollwertige Größe angesehen werden. Es gibt zahlreiche Prozesse, in denen reale Teilprozesse einem Temperaturgefälle entgegen laufen oder mit einer Entropieerniedrigung einhergehen. Beispiel Wärmepumpe: Diese entnimmt dem Boden eine gewisse Wärmemenge bei niedriger Temperatur und speist sie in einen Wärmespeicher bei höherer Temperatur. Dieser Prozess alleine wäre durch den 2. HS verboten, aber er läuft eben als Teilprozess eines Gesamtprozesses ab, welcher insgesamt genügend Entropie erzeugt, um dem HS Genüge zu tun. Und die in den Speicher transportierte Wärme ist sicher nicht nur eine Rechengröße. Der 2. HS kümmert sich nicht um die Teilprozesse, er stellt nur sicher, dass der Gesamtprozess im abgeschlossenen System insgesamt zu einer Entropievermehrung führt. Auf die Teilprozesse ist er gar nicht anwendbar.

Und auch beim Strahlungsaustausch haben wir neben dem Strahlungsstrom von kalt nach warm als dem einen Teilprozess auch immer den deutlich größeren von warm nach kalt, der die Entropieproduktion des Gesamtprozesses positiv macht. Ausschlaggebend als Kriterium dafür, dass der 2. HS eingehalten wird, ist der Nettostrom, der von warm nach kalt fließen muss. Das heisst nicht, dass wir den Teilströmen keine thermodynamische Realität zubilligen dürften, wir dürfen sie nur nicht allein als Kriterium heranziehen. Tschau, -- Sch (Diskussion) 21:36, 31. Mär. 2013 (CEST)Beantworten

Deine Formulierung "wie die Wärmestrahlung deiner Wohnzimmerwände (die dein thermisches Wohlbefinden sicherstellt und auch nicht dem 2. HS widerspricht" zeigt Dein thermodynamisches Verständnis, weil Du dabei schon wieder etwas unterstellst, was nicht zur Thermodynamik gehört. Du meinst sicher Deinen Wärmestrom von der warmen Körperoberfläche (sagen wir 30°C) auf die Wohnzimmerwand (sagen wir 20°C), der ein Nettowärmestrom ist. Von Gegenstrahlung oder sonst irgend etwas merkst Du Nichts. Wenn beide Flächen (Körperoberfläche und Wohnzimmerwand) ideal schwarze Flächen wären (was sogar in sehr guter Näherung zutrifft) wäre der Wärmestrom, den Du merkst . Eine Zerlegung in Hinstrahlung () und Gegenstrahlung () ist wieder eine rechnerische Zerlegung. Wie willst Du Dein Satz "Das heisst nicht, dass wir den Teilströmen keine thermodynamische Realität zubilligen dürften" eine thermodynamische Realität zubilligen, ohne eine Rechnung zu machen?

Dein Verständnis für die Teilprozesse unterstellt schon etwas, weil bei der Wärmepumpe Energie zugeführt wird. --Physikr (Diskussion) 23:34, 31. Mär. 2013 (CEST)Beantworten

Ich habe noch mal über eine Formulierung nachgedacht. Wie wäre es mit "Die Größe Gegenstrahlung ist je nach Teilgebiet der Physik verschieden zu interpretieren. Im Rahmen der Quantenphysik ist die Gegenstrahlung eine reale Größe, die die Wärmestrahlung vom kalten zum warmen Körper angibt (diese Strahlung ist untrennbar mit der intensiveren Strahlung in umgekehrter Richtung vebunden). Im Rahmen der Thermodynamik ist die Gegenstrahlung nur eine Rechengröße, die den Zusammenhang der Nettowärmestrahlung zwischen Körpern in Terme auflöst, die jeweils nur von der Temperatur dieses betrachteten Körpers abhängen." Das Einbringen vieler Körper erscheint mir wesentlich, da die atmosphärische Gegenstrahlung nicht nur von einem Körper einheitlicher Temperatur stammt, sondern von vielen Körpern unterschiedlicher Temperatur. --Physikr (Diskussion) 08:46, 1. Apr. 2013 (CEST)Beantworten

In Physikdidaktik sagt Prof. Herrmann "Tatsächlich muss man eher die Zerlegung des Nettostroms in zwei gegeneinanderlaufende, sich fast kompensierende Teilströme als eine Ungeschicklichkeit betrachten. Schließlich kann man jeden Strom auf unendlich viele Arten in Teilströme zerlegen." --Physikr (Diskussion) 13:40, 3. Apr. 2013 (CEST)Beantworten

Na ja, man muss nur das Temperaturverhältnis etwas größer machen, T_1 = 3 T_2 ist reichlich, um den Didaktiker zu widerlegen.--Rainald62 (Diskussion) 00:42, 1. Jul. 2015 (CEST)Beantworten

Als Folge einer Hypothetischen Annahme kommt der Artikel zu der Aussage:

Eine solch ausgeprägte nächtliche Unterkühlung unter die Lufttemperatur widerspräche jeglicher Alltagserfahrung.

Diese ist zwar richtig, aber warum wird das ausgesagt? Soll damit die angenommene Hypothese wiederlegt werden? Das ist wohl ziemlich überflüssig da die Annahme A g,k = 0 schon zur Illustration der zuvor als wichtig angekündigten Atmosphärischen Gegenstrahlung eingeführt wurde. Als Überleitung zur folgenden Aussage ist sie auch nicht notwendig. Im Grunde kann man den Satz ersatzlos streichen, denn dass die atmosphärische Gegenstrahlung wichtig ist, folgt nicht daraus, dass sonst unserer Alltagserfahrung widersprochen wäre.--WerWil (Diskussion) 17:03, 24. Jan. 2017 (CET)Beantworten

Hallo Rainald62, der konvektive Wärmeübergangskoeffizient ist aktuell in W/m²K angegeben. Ich habe die Einheit auf W/(m²·K) korrigiert, was Du mit der Begründung "einfach mal mit der Darstellung in der wiss. Literatur vergleichen und zur Kenntnis nehmen" rückgängig gemacht hast. Der im Text verlinkte Wärmeübergangskoeffizient wird ebenfalls in W/(m²·K) angegeben. Bei der Einheit W/m²K hingegen fehlt ein Operator. Was soll ich da zur Kenntnis nehmen? Aus meiner Sicht ist der Wärmeübergangskoeffizient mathematisch korrekt in W/(m²·K) anzugeben.--GPH-CD (Diskussion) 00:39, 18. Apr. 2017 (CEST)Beantworten

Wenn Du den Bruchstrich so lesen willst, wie ein Taschenrechner, brauchst Du Klammern. Die sind jedoch in der wiss. Literatur sehr deutlich weniger verbreitet (das bitte zur Kenntnis nehmen). Du magst es lesen als "Watt pro Quadratmeter und Kelvin" oder dir den Bruchstrich in Gedanken in die Horizontale drehen, bloß ändern geht garnicht. Insbesondere nach zweimaliger Ansprache. --Rainald62 (Diskussion) 01:13, 18. Apr. 2017 (CEST)Beantworten

Früher hat man es vielleicht nicht so genau genommen, aber in der Normung wird die mathematisch korrekte Darstellung W/(m²·K) strikt durchgezogen. Warum man den Text nicht ändern darf, ist mir schleierhaft. Ich habe dazu alles gesagt.--GPH-CD (Diskussion) 01:34, 18. Apr. 2017 (CEST)Beantworten

Die Version mit Klammern ist tatsächlich die eindeutige, die ohne ist zwar nicht falsch, aber eher „wir wissen ja, was gemeint ist“. Schreibweisen ohne Punkt können an anderer Stelle zu Verwechselungen führen (s. Wärmeleitfähigkeit -> "Watt pro Millikelvin"). Ich würde daher auch „W/(m²·K)“ bevorzugen. --Simon-Martin (Diskussion) 08:48, 18. Apr. 2017 (CEST)Beantworten

"Im mittleren Infrarot scheint bei klarem Himmel der Weltraum durch (siehe Atmosphärisches Fenster), ist die Gegenstrahlung besonders kalt." Bitte reparieren! --78.50.198.229 22:23, 24. Okt. 2017 (CEST)Beantworten

Was soll daran kaputt sein? Grammatisch so korrekt wie "Max bekommt Fieber, friert." Inhaltlich auch korrekt. --Rainald62 (Diskussion) 18:41, 14. Mär. 2019 (CET)Beantworten

Der Satz ist nicht leicht lesbar. Ich versuche es, besser zu machen. --Lpd-Lbr (d) 20:04, 26. Aug. 2019 (CEST)Beantworten

Sobald ein H2O-Molekül oder ein CO2-Molekül ein Infrarot-Photon absorbiert hat, wird es nach einer Relaxationszeit (ps) auch schon wieder emittiert. Aber in alle Richtungen. Somit wird im Gesamteffekt die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme in alle Richtungen gestreut. Sie kann daher nicht gerichtet sein. Gase in der Erdatmosphäre können deshalb auch keine Wärmestrahlung speichern, denn jedem Gasmolekül ist nur seine Bewegungsenergie inert bis sie durch Konduktion (Stossanregung) weitergegeben wird. Somit kann die Erdatmosphäre das Auskühlen der Erde im Sinne der Entropie lediglich verlangsamen. Streuung von Wärmestrahlung in der Erdatmosphäre kann somit auch nicht zur Temperaturerhöhung der Erde führen. (nicht signierter Beitrag von 31.18.102.212 (Diskussion)--Simon-Martin (Diskussion) 20:51, 5. Aug. 2019 (CEST) 20:37, 5. Aug. 2019‎)Beantworten

Teils halbwahr, teils falsch. Mehratomige Gase zu atmosphärischen Temperaturen haben neben der Translations- immer auch Rotationsenergie, auch Schwingungen sind bei einem Teil der Moleküle bereits angeregt. Es kann, aber es muss nicht ein Photon exakt gleicher Energie abgestrahlt werden (und jedes Photon für sich hat auch eine ganz konkrete Richtung).

Die Erdoberfläche ist dank der gestreuten/wiederemittierten Strahlung wärmer, als sie es ohne wäre. Wenn sich ein Einfluss auf dieses Fließgleichgewicht ändert, kann dies sehr wohl zu einer Temperaturänderung, selbstverständlich auch einer Erhöhung, führen. --Simon-Martin (Diskussion) 20:51, 5. Aug. 2019 (CEST)Beantworten

Siehe Idealisiertes Treibhausmodell, dort wird die Abstrahlung in alle Richtungen explizit berücksichtigt.

Immer wieder erstaunlich, wie in diesem Themenkomplex immer wieder Physik hinterfragt wird, die seit 100 Jahren auf sicherem theoretischen Fundament ruht. --hg6996 (Diskussion) 08:10, 6. Aug. 2019 (CEST)Beantworten

Hallo! Ich schlage diese Änderung der Einleitung und des ersten Absatzes vor und bitte um Kommentare.

Zwei Dinge sind für mich dabei wesentlich:

1) In der jetzigen Einleitung steht, dass in der quantenmechanischen Betrachtung hin- und Gegenstrahlung untrennbar miteinander verbunden sind [1]. Als Chemiker würde ich es genau umgekehrt formulieren, dass nämlich genau in der Thermodynamik immer das Gesamtsystem mit berachtet wird. Die Einschränkung der 2. HS auf Gesamtsysteme macht ihn ja gerade so ein fruchtbares Feld für furchtbare Fehlinterpretationen. Quantenmechanisch hingegen kann ich mir auch nur ein einzelnes CO₂-Molekül ansehen - und wenn es zu strahlen beliebt, dann wird es das uneingeschränkt tun, wohin auch immer es will. Oder habe ich da etwas falsch verstanden?

2) In der Beschreibung nimmt im Moment hauptsächlich das, was Gegenstrahlung nicht ist, den meisten Raum ein. Die Definition ist zwar kompakt, aber eine etwas langsamere und allgemein verständlichere Sprache, die auch ein bisschen auf das Rundherum eingeht, tut dem Artikel vielleicht gut.

Die atmosphärische Gegenstrahlung ist die Wärmestrahlung aus der Atmosphäre, die in Richtung der Erde abgestrahlt wird. Die Energie der Gegenstrahlung entweicht also nicht in den Weltraum, sondern verbleibt auf der Erde. Sie ist ein wichtiger Bestandteil der Energiebilanz an der Erdoberfläche und ist maßgeblich am Treibhauseffekt beteiligt. Im idealisierten Treibhausmodell ist sie ein wesentlicher Bestandteil der Berechnung der Erdtemperatur. Sie heißt Gegenstrahlung, da sie dem Netto-Strahlungstransport entgegengesetzt ist und so die Strahlungsverluste der Erdoberfläche verringert.^[1] In der Physik wird die Gegenstrahlung je nach Teilgebiet unterschiedlich behandelt. In der Thermodynamik handelt es sich um einen Term der Strahlungsbilanz zwischen zwei Körpern, untrennbar mit der intensiveren Strahlung in Richtung des Netto-Strahlungstransports verbunden. Quantenmechanisch betrachtet ist sie ein Teil der Strahlung, die Teilchen (in diesem Fall bestimmte Moleküle und Partikel in der Atmosphäre) in alle Richtungen aussenden.

Alle Körper strahlen Wärmestrahlung in alle Richtungen ab, mit einer Intensität die von der Temperatur des Körpers und dem Emissionsgrad der Oberfläche abhängt. Im Temperaturbereich der Erdoberfläche und Atmosphäre ist die Infrarotstrahlung der Hauptbestandteil dieser Wärmestrahlung. Der Großteil der Gase der Atmosphäre ist für Infrarot-Strahlung durchsichtig: Stickstoff und Sauerstoff haben in diesem Bereich einen Emissionsgrad von nahe Null. Treibhausgase und Aerosole hingegen sind in diesem Spektralbereich aktiv, sie können Teile der Infrarotstrahlung abstrahlen und auch absorbieren. Betrachtet man einen gewissen Ausschnitt aus der Atmophäre, also ein zusammenhängendes Volumenelement, dann strahlt es gemäß seiner Gaszusammensetzung und Temperatur Wärmestrahlung ab. Wenn diese Strahlung die Erdoberfläche erreicht, kann sie dort aufgenommen werden und Energie abgeben. Diese Energieübertragung sorgt dafür, dass die Erde wärmer ist, als die ohne Gegenstrahlung wäre.

Die Treibhausgase haben über den Infrarotbereich verteilt Spektralbereiche, in denen sie besonders intensiv Strahlung aufnehmen und abgeben, oder in denen sie durchsichtig sind. Je stärker sie wechselwirken, desto geringer ist in diesem Spektralbereich die optische Dicke - ein Maß dafür, wie weit die Strahlung reicht, bevor sie von anderen Luftteilchen wieder aufgenommen wird. Es gibt auch Bereiche, in denen keines der Treibhausgase absorbiert, das so genannte atmosphärische Fenster. In diesem Bereich kann Wärmestrahlung von der Erdoberfläche bis in den Weltraum entweichen. Die Gegenstrahlung kommt in diesem Fall direkt aus dem Weltraum und überträgt nahezu keine Energie. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, dass die Erdoberfläche nachts auch unter die Temperatur der bodennahen Luft abkühlen kann. Dann kann sich, abhängig von den Wetterverhältnissen, Tau, Reif oder Bodenfrost bilden.

Ausserhalb des atmosphärischen Fensters hängt die Durchlässigkeit der Atmosphäre für Wärmestrahlung von der Menge an Triebhausgasen ab, die sich darin befinden. Je mehr von diesen Gase vorhanden ist, desto intensiver wird die Gegenstrahlung und desto kürzer ist die freie Länge, bis sie wieder absorbiert wird. Dieser Effekt führt im idealisierten Treibhausmodell direkt zu einer Erwärmung der Oberfläche bei Erhöhung der Treibhausgas-Konentration.

--Lpd-Lbr (d) 18:59, 27. Aug. 2019 (CEST)Beantworten

1. ↑ R. Geiger, R.H. Aron, P. Todhunter: The Climate Near the Ground. 5th ed., Vieweg, Braunschweig 1995, ISBN 3-528-08948-2, S. 11: „Longwave radiation emitted by the atmosphere G is termed counterradiation (sometimes called longwave irradiance or atmospheric radiation) since it counteracts the terrestrial radiation loss from the surface.“