Warum ist es in 10km Höhe so kalt?

Warum ist es in 10 km Höhe so kalt?

Wenn man in der Atmosphäre aufsteigt, sinken sowohl Temperatur als auch Luftdruck. Auf einer Höhe von 10 km beträgt die durchschnittliche Temperatur etwa -56,5 °C, verglichen mit etwa 15 °C auf Meereshöhe.

Diese extreme Kälte wird durch einen Prozess namens adiabatische Abkühlung verursacht. Wenn warme Luft aufsteigt, dehnt sie sich aufgrund des geringeren Luftdrucks aus. Dabei muss sie Arbeit verrichten, um das Volumen zu vergrößern, was zu einem Verlust an Wärmeenergie führt. Diese Wärmeenergie wird an die Umgebung abgegeben und führt zur Abkühlung der Luft.

Der Druckabfall mit der Höhe ist entscheidend für den Abkühlprozess. Die Luftdichte nimmt ab, wenn der Druck sinkt, was bedeutet, dass weniger molekulare Kollisionen stattfinden. Dies wiederum verringert die Wärmeübertragung, wodurch die Luft sich schneller abkühlt.

Die adiabatische Abkühlungsrate beträgt etwa 6,5 °C pro 1.000 m. Daraus ergibt sich eine Abkühlung von etwa 65 °C von Meereshöhe bis zu einer Höhe von 10 km. Hinzu kommt der Treibhauseffekt, der die Temperatur in Bodennähe erhöht, was den Temperaturunterschied noch weiter vergrößert.

Die extreme Kälte in großen Höhen stellt eine Herausforderung für Flugzeuge und andere Flugobjekte dar. Flugzeugkabinen müssen beheizt werden, um eine sichere und komfortable Umgebung für Passagiere und Besatzung zu gewährleisten.