Strahlungskälte...?

[Bergi]

Guten Abend,
macht es eigentlich einen Unterschied, wenn man im Überwinterungslager durch ein Dach ála Carport die so genannte Strahlungskälte vermindert?
Hat da jemand Erfahrung?
Gruß,
Stefan

[raga]

Hallo Stefan,

Strahlungskälte gibt es nicht. Kälte ist lediglich das fehlen von Wärme. Der subjektive Eindruck das z.B. ein Wand "kalt strahlt" entsteht, weil durch einen hohen Temmteraturgradienten (Temperaturunterschied) die eigene Körperwärme in diese Richtung schneller abgeführt wird als in anderen.

Das eine reine Überdachung den Wärmestrom vom Boden in Richtung kalter Nachthimmel meklich reduziert wage ich zu bezweifeln.
Ich Nutze seit diesem Jahr so ein Dach um Schäden durch Schneebruch zu vermeiden. Die meisten Frostschäden entstehen ja bekanntermaßen durch Wind. Deshalb habe ich drei Seiten meiner Überdachung mit Folie verschlossen.


Gruß raga

[Bergi]

Hi Raga,
naja, Strahlungskälte gibt es natürlich schon, hier z.B. eine meteorologische Beschreibung und ein eher gartenorientierter Beitrag aus dem Kakteenforum:

http://www.top-wetter.de/lexikon/s/strahlungsfrost.htm
"[...]Wenn sich die Luft in klaren und langen Nächten durch die langwellige Ausstrahlung des Erdbodens (Schwarzkörperstrahlung!) bis unter den Gefrierpunkt abkühlt, spricht man von Strahlungsfrost. Begünstigende Faktoren für das Auftreten von Strahlungsfrost sind
lange Nächte
geringe Wärmekapazität des Untergrundes
trockene Luft
wenig Wind (also wenig turbulente Durcmischung der Luft)
Da zumindest die letzten drei Bedingungen auch über den großen Wüstengebieten der Erde regelmäßig gegeben sind, sind Strahlungsfröste sogar in der Zentralsahara, wo tagsüber eine extreme Hitze bis über 40 Grad herrscht, keine Seltenheit.
In Deutschland kommt es im Hochwinter schon bei kurzzeitigem Aufklaren auch bei recht feuchter Luft rasch zu Strahlungsfrösten, während in den Übergangsjahreszeiten meist mehrere der obigen Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein müssen. Dann kann es zu den in der Landwirtschaft gefürchteten Spät- oder Frühfrösten kommen. [...]"

http://www.kakteenforum.de/showthread.php?t=11976
"[...]Bei mir ist es draussen momentan klar und windstill. Die Lufttemperatur beträgt +4,8°C. Es liegt momentan noch ein wenig Schnee (anfangs Woche gab es 5-10cm) und die Schneereste sind pickelhart gefroren, trotz der +4,8°C. Auch die Pflanzentriebe sind hart und glasig. Die Oberflächentemperatur der nach oben (zum Himmel) gerichteten Pflanzenteile (Blätter, Halme, Kakteenglieder) dürfte derzeit um -3 bis -5°C liegen, je nach Winkel.
Bei einer Lufttemperatur von -10°C und klarem Himmel und Windstille, da dürfte demnach die Oberflächentemperatur der Pflanzenteil gegen -20°C oder gar darunter absinken! Und -20°C ist für manche Arten schon kritisch. Immer wieder sehe ich zB. nach ein paar klaren, kalten Nächten, wie sich immergrüne Kirschlorbeerhecken ein paar Tage später beginnen, sich von oben her braun zu verfärben -> typisches Zeichen von Strahlungsfrösten [...]"

Die Frage wäre, ob das für die Bäumchen relevant ist...
Gruß,
Stefan

[achim73]

ehm...wenn ich jetzt nicht gerade den totalen blackout habe, ist das gequirlter bullshit.

wärmestrahlung ist immer positiv, mindestens null, d.h. sie kann ein umgebendes medium immer nur erwärmen, niemals abkühlen.

was der autor mit dem theoretischen begriff der schwarzkörperstrahlung dazu sagen will, weiss ich nicht.

es kann damit höchstens der ungehinderte abfluss von wärmeenergie ( = 0 reflektierte wärmestrahlung) gemeint sein.
wenn z.b. keine wolken die wärmestreahlung reflektieren, kühlt der erdboden (und alle anderen körper, z.b. pflanzen) schneller aus.

das unten genannte beispiel kann nur entstehen, wenn sich die luft sehr rasch erwärmt hat. die beschriebenen pflanzenteile sind noch kalt, weil sie sich in der (vorher kälteren luft) abgekühlt hatten.

bei pflanzen bestimmt natürlich das umgebende medium (erde bzw. luft) die temperatur der jeweiligen pflanzenteile, denn sie produzieren ja selbst (so gut wie) keine wärme. durch chemische prozesse innerhalb der zellen können manche, besonders die bewohner der kalten regionen, lediglich den gefrierpunkt des wassers im gewebe unter null grad senken.
das heißt natürlich auch, dass sie niemals kälter werden als die umgebung, es sei denn temporär, wenn diese sich rasch erwärmt (s.o.)

der sog. "wind chill" entsteht, wenn stehende luft, die durch ihre schlechte wärmeleitfähigkeit wie eine isolierung wirkt (in der tat sind alle wärmedämmungen im prinzip eingeschlossene stehende luft oder vakuum,was noch schlechter leitet), durch wind bewegt wird und so die temperatur eines körpers schneller sinkt, d.h, er kühlt schneller aus. ist die lufttemperatur gleich der körpertemperatur, ist der effekt gleich null.

ausserdem trägt der luftstrom zu einer schnelleren verdunstung bzw. austrocknung bei.

aus diesen beiden gründen ist ein windschutz im winter sinnvoll.

[bock]

Moin!
Schwarzkörperstrahlung ist überwiegend Infrarot und somit Wärmestrahlung. Durch Abstrahlung von Wärme kühlt das Objekt aus - es entsteht Kälte (welche relativ ist bis - 273°C). Von mir aus Strahlungskälte. Aber Kältestrahlung gibt es nicht.

[Bergi]

Ja, klar, logisch, die Leute schreiben gequirlten Bullshit. Wie gut, dass das diesen Wetterfröschen und Agrarheinis mal in aller Deutlichkeit gesagt wurde, sonst würden die wohl noch jahrzehntelang auf diesem Holzweg herumkriechen !

Und - endlich stellt das mal jemand klar - Kältestrahlung existiert einfach nicht, obwohl dieser Begriff intensiv in meinem Posting proklamiert und - ganz verbohrt - in den zitierten Textstellen ein- ums andere Mal wiederholt wird.

Leute, Leute.

[achim73]

nun, ich weiss nicht, ob ich adressen wie "top-wetter.de" unbedingt als belastbare quelle für wissenschaftliche zusammenhänge nutzen würde...

jedenfalls beschreibt schon der begriff "kälte" keine physikalische größe, sondern einen relativen zustand.

bergi, vielleicht versuchst du es mal bei wikipedia.
http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsw%C3%A4rme

Die Erde empfängt im Mittel von der Sonne eine Strahlungsleistung von 1,74·1017 W[2] und absorbiert davon etwa 70 %[2], also 1,22·1017 W. Da sie sich im Wesentlichen im Strahlungsgleichgewicht befindet, muss sie die absorbierte Energie wieder vollständig abgeben. Sie tut das über langwellige Wärmestrahlung, die sie allseitig in den Weltraum emittiert. Nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz braucht sie dazu eine mittlere Strahlungstemperatur von ca. -18 °C. Dies entspricht der mittleren Temperatur der höheren Atmosphärenschichten, welche als Abstrahlflächen dienen.[2]
Für den Fall, dass die Erdatmosphäre keine Treibhausgase enthalten würde, werden oft die ca. -18 °C als Oberflächentemperatur genannt. Das gilt aber nur für den unrealistischen Fall einer einheitlichen Temperatur der Erdoberfläche, der eine ideal wärmeleitende Erdkugel voraussetzen würde. Für den etwas realeren Fall, dass die Oberflächentemperatur nicht einheitlich wäre, sinkt nach der Hölder-Ungleichung die Durchschnittstemperatur. Ca. -60 °C könnten real sein.
Der Erdboden kann die eben erwähnte Wärmemenge nicht vollständig in den Weltraum abstrahlen, weil die Atmosphäre für die Wärmestrahlung nur teilweise durchsichtig ist.[2] Der wichtigste Bereich für den Wärmehaushalt der Erde ist im nebenstehenden Bild gelb hervorgehoben. Die anderen, blau markierten Bereiche sind entweder zu schmal, um große Mengen Energie durchzulassen oder die etwa 300 K warme Erde strahlt in diesen Bereichen fast nichts ab. Die bodennahen Atmosphärenschichten absorbieren den größten Teil der vom Erdboden emittierten Wärmestrahlung, erwärmen sich dabei und geben ihrerseits Wärmestrahlung ab, teils nach oben in höhere Luftschichten, teils nach unten zum Erdboden zurück. Diese aus der Luft zum Boden zurückkommende Strahlung, die so genannte atmosphärische Gegenstrahlung beträgt im globalen Mittel etwa 300 W/m2 [2] und trägt zur Erwärmung des Bodens bei (natürlicher Treibhauseffekt).

aber weil ja weihnachten ist, kommen wir zu deiner urprünglichen fragestellung zurück.

dein beschriebenes dach würde tatsächlich einenn gewissen anteil der von den bäumen ausgesandten wärnmestrahlung reflektieren und sogar selbst welche aussenden. wenn du dir aber die absoluten energiemengen, um die es da geht, ansiehst, kannst du diesen effekt getrost vernachlässigen.

[Bergi]

Hallo Achim,
mich erinnert das an einen früheren Thread, den ich leider nicht mehr finde, "leider", weil recht aufschlussreich.

Dabei ging es darum, dass hier jemand meinte, dass sein Indoor an kalten Füßen litte, weil das Fensterbrett kälter sei als der Raum. Er wurde dann darüber aufgeklärt, dass das gar nicht sein könne, dass so eine Temperaturverteilung schlicht gegen die Prinzipien der Thermodynamik verstieße, bzw. dass er wahrscheinlich einfach zu dumm sei, die Temperatur richtig zu messen. Große Erheiterung in der Runde der Fachleute, Thema abgehakt.
Letztlich hat er dann das Bäumchen auf eine Styroporplatte gestellt, was der Pflanze natürlich deutlich geholfen hat, natürlich war das Fensterbrett tatsächlich kälter als der Raum, und natürlich war der Schreiber auch durchaus in der Lage, ein Thermometer zu gebrauchen.

In diesem Sinne ,
Frohe Weihnachten,
Stefan

[achim73]

ok...also nochmal gaaaanz langsam. zum mitdenken.

wenn eine wärmere schale auf einer kälteren fensterbank steht, gibt sie nach den regeln der thermodynamik wärme an diese fensterbank ab, und zwar so lange, bis beide gleich warm sind.
dies geschieht, in sehr geringem masse, durch wärmestrahlung. in höherem masse durch konvektion bzw. direkte wärmeübertragung durch kontakt.

in diesem speziellen fall wird es so gewesen sein, dass die raumluft warm, die fensterbank aber kalt war.

dadurch stellt sich innerhalb der schale ein temperaturgefälle ein. unten ist die schale kälter, weil die wärme nach unten an die kalte fensterbank abgeführt wird (je größer der temperaturunterschied, desto stärker der wärmestrom).

durch einbau einer dämmung zwischen schale und fensterbank verändert sich die VERTEILUNG DES TEMPERATURGEFÄLLES.
d.h., der kältere punkt wandert von der schale in die dämmung, die schale bleibt (bei gleichbleibender raumtemperatur) wärmer..

das ist genau das, was bei jeder gedämmten fassade etc. passiert. der wärmestrom wird verlangsamt, die temperaturverteilung verschoben.

es gibt in physikalischer betrachtung keine kälte, die irgendwo eindringen oder auf irgendetwas ausstrahlen könnte.
glaub´s ruhig.

[Kyrilla]

Nun glaube ich werden Äpfel mit Birnen verglichen.
Strahlungsfröste....Blödsinn.
Temperaturgefälle -richtig.
Auch im Garten hatte ich Bereiche,(Berge,Schneise,Fluß daneben)die strichweise ge-und erfroren,wärend daneben alles unberührt blieb.
Winterschutz heißt Wind wegnehmen.Temperaturunterschiede vermeiden.Aufheizen vermeiden.
Ich finde,Achim hat das ganz toll erklärt.
LG,Undine

[Bergi]

Strahlungsfröste....Blödsinn.

... so muss man erst mal drauf sein : Es gibt ein allgemein bekanntes, anerkanntes, und technisch relevantes Wetter- bzw. Temperaturphänomen, aber man knüpft sich aus irgendwelchen Argumenten eine Kette, die beweisen will, dass es das gar nicht gibt, ja nicht mal theoretisch geben kann.

es gibt in physikalischer betrachtung keine kälte, die irgendwo eindringen oder auf irgendetwas ausstrahlen könnte. glaub´s ruhig.

Und das ist auch nicht von schlechten Eltern : falsches Zitieren (statt "Strahlungskälte" - "Kältestrahlung" - da strahlt also Kälte aus, so ein bullshit!), um ein Argument zu bekommen.
Das Beispiel mit dem kalten Fensterbrett hatte ich nicht gebracht, weil es irgendwas mit Strahlungskälte zu tun hätte, sondern nur, um diese Form der absurden Diskussion zu verdeutlichen (tut mir leid, wenn das nicht klar geworden ist).

"Glaubt's ruhig": natürlich gibt es Strahlungskälte und Strahlungsfröste, die Frage wäre - wie schon geschrieben - ob sie in der Bonsaipflege relevant sind bzw. durch Überdachung reduziert werden können. Man müsste es halt erst mal ein bisschen mit dem Thermometer ausmessen.
Hier noch mal eine andere Definition, und die Funktionsweise eines Carports:

http://www.wetter.at/wetter/news-wissen ... lungsfrost
Strahlungsfrost
Entsteht durch den Wärmeverlust der Erdoberfläche infolge großer Ausstrahlung bei trockener, ruhiger Luft und klarem Himmel. Die Ausstrahlung ist hierbei am größten unmittelbar am Erdboden, so daß hier die Temperaturen am tiefsten absinken. Zum Unterschied vom Strahlungsfrost wird beim ''Advektivfrost'' die Abkühlung durch herangeführte kalte Luftmassen verursacht. Häufig verschärft sich aber der Advektivfrost durch zusätzliche Ausstrahlung.

http://www.zeit.de/2010/09/Stimmts-Carport
Ein Carportdach verhindert die Wärmeabstrahlung des Autos - so muss man im Winter weniger Eis kratzen.
Der Carport, die Garage des kleinen Mannes, besteht praktisch nur aus einem Dach mit Pfosten. Trotzdem kann er im Winter die Eisbildung auf der Windschutzscheibe verhindern. Warum? Naiv denkt man: Das Dach fängt schließlich Feuchtigkeit auf, Wasser oder Eis kann nicht auf dem Auto landen. Aber auch nach niederschlagsfreien, klaren Winternächten ist ein Auto unterm Carport weniger vereist als ein Wagen, der im Freien gestanden hat, obwohl es unter dem Dach nicht wärmer ist als in der Umgebung. Wie funktioniert das?
Jeder Körper strahlt Wärme ab in Form infraroter Strahlung, auch bei Kälte. Steht das Auto unter freiem Himmel, dann geht diese Strahlung raus ins Weltall, ähnlich wie das Licht einer Taschenlampe, mit der man in den Himmel leuchtet. Da feste Körper mehr abstrahlen als gasförmige, wird das Auto kälter als die umgebende Luft. Deren Feuchtigkeit schlägt sich ab einer bestimmten Temperatur auf dem Wagen und seiner Scheibe nieder – ähnlich wie auf einem Glas, das mit einem kalten Getränk gefüllt ist.

[achim73]

aha, ich glaube, wir haben den casus knacksus gefunden:

Da feste Körper mehr abstrahlen als gasförmige, wird das Auto kälter als die umgebende Luft.

diese information fehlte. falls dieser effekt wirklich so gravierend sein sollte, kann tatsächlich temporär der boden (das auto, der bonsai) schneller auskühlen als die umgebende luft. der effekt relativiert sich natürlich wieder, je größer die temperaturdifferenz wird (denn dann heizt ja die luft wiederum den festen körper durch direkte wärmeübertragung).

trotzdem ist der begriff "strahlungskälte" irreführend.

das wirklich mal zu messen, wäre tatsächlich interessant.
denn was wirklich relevant ist, ist die geschwindigkeit des temperaturabfalls. geht er sehr schnell, versagen (falls vorhanden) auch die frostschutzmassnahnmen der pflanze. aber ab einer gewissen temperatur ist natürlich so oder so schluß...

[El_Duffo]

Interessant wie hier diskutiert wird....
Ich weiß ja auch nicht, wer in wie weit vom Fach ist....

1. Strahlungskälte gibt es wirklich nicht. Aber es gibt Kälte (=weniger Wärme), welche durch ungehinderte Abstrahlung verursacht wird.
Der Begriff "Strahlungskälte" wird also wohl umgangssprachlich verwendet, ist aber genau genommen falsch.

2. Die Onlineredaktionen selbst großer deutscher Tageszeitungen haben nicht immer recht.
Vor allem wenn sie behaupten, "das Auto wäre kälter als die Umgebende Luft". Das ist allerdings, ich zitiere "Bullshit".
Denn wie ja schon mehrmals gesagt wurde, geht es immer um den Temperaturgradienten, welcher in einer langen kalten Nacht, zwischen Luft und Auto immer kleiner wird.
Geht der Gradient gegen null, fließt auch keine Wärme mehr.

Wäre aber cool, dann könnte ich damit meine Wärmepumpe betreiben!

Der Carport hat eher den Effekt, den auch Wolken haben.
In sternklaren Nächten wird es sehr kalt, in bewölkten Nächten eher weniger.
Das liegt daran, dass die Strahlung der Erde ungehindert ins Weltall gestrahlt wird, wohingegen sie bei Wolken reflektiert wird.

Hier kommen natürlich noch die "herkömmlichen" Wettereinflüsse, wie Wind/Konvektion hinzu.
Ein Carport bringt bei ordentlich Wind also weniger, als bei Flaute. Ausser vielleicht Schutz bei herunterfallenden Äste, aber darum gehts hier ja nicht....
Ergo: Der Carport verhindert schnelles auskühlen.

Über den Diskussionstil sage ich hier mal einfach nichts...wer mitliest weiß bescheid.

[Frank80]

Jeder Körper strahlt Wärme ab in Form infraroter Strahlung, auch bei Kälte. Steht das Auto unter freiem Himmel, dann geht diese Strahlung raus ins Weltall, ähnlich wie das Licht einer Taschenlampe, mit der man in den Himmel leuchtet. Da feste Körper mehr abstrahlen als gasförmige, wird das Auto kälter als die umgebende Luft. Deren Feuchtigkeit schlägt sich ab einer bestimmten Temperatur auf dem Wagen und seiner Scheibe nieder

... und gefriert dann dort wieder, weil ja die Umgebungsluft im Minusbereich liegen muss, denn sonst würde das Auto, das nebendran nicht unterm Carport steht, ja auch nicht zufrieren...? Oder wird das dann mit Kondensationswärme erklärt, die die Luft um das Auto in positive Gradbereiche versetzt?

Ohne das jetzt allzu wissenschaftlich ausarten zu lassen: "Strahlungsfrost" mag ja möglich sein, hängt dann aber auch maßgeblich mit dem Boden zusammen (Gras hält die Wärme im Boden, Beton kühlt schneller aus). Schützt man seine Bonsai vor "normalem" Frost, so sollte man auch vor Strahlungsfrost geschützt sein - wenn ich verhindere, dass die Wärme entweicht, dann bin ich vor allen Arten Frost geschützt (die Ausnahme wird wohl Wind sein, der unabhängig von der Temperatur wirken kann).

[Bergi]

... es geht tatsächlich um den Temperaturunterschied zwischen Luft und Erd- bzw. Pflanzenoberfläche. Ich hab' noch ein bisschen im Internet gestöbert; dieses Thema beschäftigt scheint's alle möglichen Liebhaber von winterharten Kakteen und anderen Exoten, z.B.

http://fhnavajo.communityhost.de/thread ... d=72104935. Ich zitiere:
[...]Auch wenn mir selbst ausgewiesene Gartenprofis widersprechen, die Strahlungskälte im Winter ist ein unterschätzter "Pflanzenkiller" schlechthin, ganz speziell bei immergrünen Pflanzen wie Kirschlorbeer, Palmen, Schneeball oder auch KAKTEEN.
Im Moment beträgt die Lufttemperatur -7°C, also kein Problem für winterharte Kakteen - denkt man . Aber 5cm über Boden (bzw. über Schnee) ist es derzeit schon -14,5°C! Und direkt auf den nach oben gerichteten Pflanzenteilen, auf denen kein Schnee liegt dürfte es schon zw. -17 und -20°C sein, wohlgemerkt bei -7°C Lufttemperatur (diese Werte stammen von einer geeichten Messstelle bei mir in der Nähe!)
Ergo, es ist 19:30 abends. Morgen früh dürfte es gegen -10°C Lufttemperatur haben, 5cm über Boden aber schon -15 bis -20°C und auf ungeschützten Pflanzenteilen ziemlich unter -20°C! Und das wird Frostschäden bei den nicht ganz harten Arten geben, die in Bodennähe wachsen.
Wenn also jemand aufs Thermometer schaut und denkt, ach, -10°C, das schafft meine Pflanze locker, könnte nach der nächsten Warmphase schon erste böse Überraschungen erleben!
Abhilfe: Vlies drüber legen und alles ist im Lot [...]
das mache ich jedes Jahr so : einmal in 2 Meter Höhe gestern Nacht -9,5°C und am Boden -16,2°C !! [...]

...oder hier (mit interessanten Fotos):

http://home.arcor.de/geberthold/Wetter/reif.htm
Reif durch Strahlungsfrost in Chemnitz am 21.05.2001
Am Morgen des 21.05.2001 konnte ich das Auftreten von Reif auf dem Dach eines Einkaufmarktes von meinem Balkon aus beobachten. Nun ist Reif Ende der zweiten Maidekade ja absolut nichts Besonderes, allerdings lag an diesem Morgen die Lufttemperatur bei +7°C und das Thermometer zeigte als Nachtminimum +6°C an. Die Ursache für solchartige Reifbildung sind nicht tiefe Lufttemperaturen, sondern Stahlungsfröste. Das Dach ist schwarz geteert und nach unten hin anscheinend optimal isoliert, denn die Dächer nebenstehender Garagen, welche ebenfalls schwarz geteert sind, weisen kein derartiges Berreifungsverhalten auf. Somit kann die Wärme effizient bei sehr klarer und windarmer Nacht nach oben hin abgestrahlt werden. Ich habe dies in den letzten Jahren auch schon beispielsweise am 23.08.1999 beobachten können, ebenfalls bei sehr klarem Himmel und einer Minimumstemperatur von 6°C. Wie auf den Bildern zu sehen ist, taut der Reif unmittelbar dort weg, wo die Sonne direkt hinkommt. Als Vergleich noch ein drittes Bild, wie das Dach ohne Reif aussieht.

"Irgendwie" hat das wohl auch mit der Erscheinung zu tun, dass der Boden (z.B. in einer sogenannten "Miete" für Kartoffeln etc.) ab sehr geringer Tiefe schon zuverlässig frostfrei bleibt... das wäre quasi das "Reservoir" für die Wärme, die nachts dann von allen möglichen Objekten abgestrahlt wird... oder?