Temperatur
Die Wetterberichte der INTERNATIONALEN WETTERRUNDE geben grundsätzlich 3 Temperaturwerte an:
Die aktuelle Temperatur, das Temperatur-Minimum und das Temperatur-Maximum.
Unter der aktuellen Temperatur ist der zum Zeitpunkt der Ablesung gemessene Wert zu verstehen.
Die beiden anderen Meßwerte beziehen sich auf die Temperatur-Schwankungen der davor vergangenen 24 Stunden. Der Minimalwert wird nur dann angegeben, wenn er unter der aktuellen Temperatur liegt. Dies ist logisch, da sonst zu den Temperaturwerten auch eine Angabe der Meßzeit gemacht werden müßte.
Zur Information: Alle Temperaturen sind in Grad C gemessen.
Wer Grad Fahrenheit in Grad C umrechnen möchte:
0 Grad C entspricht + 32 Grad F
100 Grad C entspricht +212 Grad F
Es gibt auch noch die Messung in Grad Reaumur:
0 Grad C entspricht 0 Grad R
100 Grad C entspricht + 80 Grad R
Messungen der Temperatur in Grad Fahrenheit sind vor allem in den USA und in Großbritannien gebräuchlich, Temperaturangaben in Grad Reaumur sind nicht mehr üblich.
Sollen Temperaturen gemessen werden, die unter - 38 Grad C liegen, so ist dies mit den herkömmlichen Quecksilber-Thermometern nicht möglich, da sich Quecksilber bei -38.87 Grad C verfestigt. In solchen Fällen müssen Alkohol- oder Weingeist- Thermometer eingesetzt werden.
ANDERS CELSIUS (1701-1744) ein schwedischer Astronom.
DANIEL GABRIEL FAHRENHEIT (1686-1736) in Danzig geborener Physiker.
RENÉ-ANTOINE REAUMUR (1683-1757) französischer Biologe und Technologe.
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Windchill
Gefühlte Temperatur’ – ‚windchill
Seit einigen Jahren taucht dieser Begriff immer wieder in den Wetterberichten der Medien auf, auch unter den Daten einiger PR-Wetterstationen ist die 'windchill-Temperatur' zufinden, hier manchmal sogar mit einer Genauigkeit von 2 Stellen hinter dem Komma.'Windchill- Index und 'Windchill-Temperatur' sollen aussagen, wie wir die gleiche Temperatur bei Wind unterschiedlicher Stärke oder bei Windstille empfinden. Der Begriff 'Windchill' ist durchaus nicht neu. Bereits 1939 experimentierte der amerikanische Polarforscher Paul Siple während der 2. Antarktisexpedition Byrd's, um die physikalischen Zusammenhänge zwischen Wärmeverlust, Temperatur und Wind zu erforschen. Er füllte Kunststoffzylinder mit Wasser und stellte die Zeit fest, die verstrich, bis es unter bestimmten Temperatur/- Windverhältnissen gefror. Dabei fand er heraus, daß der Wärmeverlust sich linear zur Temperatur verhält. Dies besagt, daß er - bei gleicher Windgeschwindigkeit - proportional dem Temperaturunterschied zwischen dem die Wärme abgebenden Objekt und der es umgebenden Luft ist. Er fand auch heraus, daß der Wärmeverlust (=windchill) bei gleicher Umgebungstemperatur etwa mit der Quadratwurzel der Windgeschwindigkeit steigt. Mit dem 'U.S. National Bureau of Standards' erarbeitete er eine Formel, um den 'windchill' (diesen Begriff prägte Siple) zu berechnen. Unter dem Titel 'Measurements of dry atmospheric cooling in subfreezing temperatures' legten er und C.F.Passel die nachfolgende Formel vor:
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Twc = 0.0817 x (3.71 x V + 5.81 - 0.25V) x (T - 91.4) + 91.4
oder !
Twc = 91.4 - (0.474 + 0.303 x sqr(v) -0.02V) x (91.4 - T)
T=Temp.i.Grad Farenheit, V= Windgeschwindigkeit in Meilen/h)
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Diese Formel eignet sich nicht für Windgeschwindigkeiten über 25m/sec (=56 Meilen/h =
91.4 km/h)
Siple's Erkenntnisse wurden nie an einem Menschen untersucht. Nun ist aber der Mensch kein mit Wasser gefüllter Kunststoffzylinder und Siple's Formel läßt sich deshalb auch nicht zur Berechnung der durch ihn empfundenen Temperatur verwenden. Der englische Forscher R.G. Steadman legte in seinen 1971 ('Indices of wind-chill of clothed persons') und 1984 veröffentlichten Arbeiten eine Formel vor, die dem aufrecht gehenden und zweckmäßig gekleideten Individuum Mensch mehr Rechnung trägt. Er ging dabei von einem 'Standard-Menschen' aus: Körpertemperatur 37 °C
Temperatur der bekleideten Körperpartien 33 °C
Gesicht und sonstige ungeschützte Körperteile 30 °C
Körpergrösse 170 cm
Gesamte Körperoberfläche 1.7 qm
Davon unbekleidet 3 %
Hände und Füße sind mit 7 mm guten isolierendem Material bekleidet
Die Schuhsohlen bestehen aus 2 cm starkem Leder
Die Person bewegt sich mit 1.3 m/sec (=4.68m km/h) und erzeugt dabei 162 kcal/ qm/h.
Folgende Umstände beeinflussen den Wärmeverlust an die Umgebung:
Wärmeverlust durch infrarote Strahlung
Wärmeverlust durch eingeatmete Kaltluft und ausgeatmete Warmluft
Wärmeverlust durch Konvektion **)
Wärmezufuhr durch Absorption der Sonnenstrahlung, abhängig von ihrer Intensität und
dem Reflektionsfaktor der Kleidung.
**) Zur Messung der Windstärke ist die Installation des Windmessers in einer Höhe von 33 feet (=10 m) über Grund (bei störungsfreiem Gelände) vorgeschrieben. Für den 1.70 m großen Menschen gelten also die gemessenen Windgeschwindigkeiten meist nicht. Im 'Wärmeverlust durch Konvektion' ist diese Tatsache berücksichtigt. Wie man bereits aus den mathematischen Vorgeben bereits erkennen kann, ist Steadman's Formel sehr komplex. Obwohl auf den Menschen zugeschnitten, kommt sie deshalb kaum zur Anwendung. Zudem stellt auch sie kein vollständiges Wärmehaushaltsmodell des Menschen dar. Denn zwei weiter sehr gewichtige Größen bleiben auch hier unberücksichtigt:
Der augenblickliche physische und psychische(!) Zustand der Person.Das sind eben 'Zustände', die sich nicht in Zahlen ausdrücken lassen. Reihenversuche an verschiedenen Universitäten ergaben, daß, je nach körperlicher und seelischer Verfassung, die absolut gleiche Temperatur bei genau der gleichen Windstärke sehr unterschiedlich empfunden wird. Das Urteil der Versuchspersonen reichte von 'kühl' bis 'sehr kalt'! Ein weiterer Punkt kommt hinzu: Wie bereits erwähnt, befindet sich das Anemometer, von dem die Windgeschwindigkeitswerte kommen, normalerweise 10 m über dem Erdboden. Das Gelände der Wetterstation ist ausgesucht und in der Regel frei von störenden Hindernissen. Unser Versuchs-homo, mit seinen 170 cm Größe ist aber fast immer von 'störenden Hindernissen' (Gebäude, Bäume usw.) umgeben. Die auf seinen Körper einwirkende Windstärke ist also eist nicht gleich der von der Wetterstation gemessenen. Das bedeutet aber, daß sich, selbst wenn die Temperatur stets gleichbliebe, die Windchill-Temperatur für ihn von Meter zu Meter ändert.Man berechnet deshalb die Chill-Temperatur ('weil es so einfach ist') meist nach Siple's
'Kunststoffzylinderformel'. Möchte man eine auch nur annähernd realistische Chill-Temperaturwerte erhalten, so wird man noch viele Versuche, in die der Mensch als Objekt und als Individuum einbezogen ist, machen müssen. Arnold Court, der in seiner langen Tätigkeit als Klimaforscher ein gewichtiges Wort in puncto 'Chill-Temperatur' mitzureden hat, drückt es so aus: "Eine Zahl nennen zu wollen, wie kalt oder warm man es empfindet, ist, als olle man die tatsächliche Temperatur einer Tasse Kaffee mit 'heiß' und das wirkliche Gewicht eines Koffers mit 'schwer' ausdrücken". Ein Meteorologe des 'U.S. National Weather Service' urteilte: "Hitze-Index und Windchill-Index dienen den Nachrichtenmedien nur als Instrument, um die Öffentlichkeit verrückt zu machen".
Literatur: England / 'Weather' 46 (1991), No.5, S. 141-144
USA / 'Bulletin of the American Meteorological Society' Vol.74
No.9, Sept. 1993
USA / 'Weatherwise' Dez. 1981
Verfasser: dj 2 mv