Warum sich Luft anders anfühlt, als das Thermometer zeigt
Ein Thermometer misst die Temperatur der Luft. Der menschliche Körper nimmt dagegen wahr, wie schnell er Wärme verliert oder eben nicht loswird. Dieser Wärmehaushalt hängt neben der Lufttemperatur vor allem von Wind und Luftfeuchte ab, dazu von Strahlung und Kleidung. Deshalb existieren zwei getrennte Verfahren: eines für kalte Bedingungen, eines für heiße.
Windchill: der Winterfall
Bewegte Luft trägt die dünne, vom Körper erwärmte Grenzschicht über der Haut laufend ab. Die verwendete Formel stammt aus dem gemeinsamen Verfahren von Umweltbehörden und Forschungsgruppen aus Kanada und den USA von 2001 und beruht auf Versuchen mit Freiwilligen in einem Windkanal:
Twc = 13,12 + 0,6215 · T − 11,37 · v^0,16 + 0,3965 · T · v^0,16
Dabei ist T die Lufttemperatur in Grad Celsius und v die Windgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde, gemessen in zehn Metern Höhe. Der Wert gilt für Temperaturen bis etwa 10 Grad und Windgeschwindigkeiten ab rund 5 Kilometern pro Stunde. Wichtig ist: Windchill beschreibt ausschließlich das Empfinden unbedeckter Haut und die Erfrierungsgefahr. Ein Gegenstand kühlt durch Wind nicht unter die Lufttemperatur ab - Wasser gefriert bei minus 20 Grad gefühlter, aber plus 2 Grad gemessener Temperatur nicht.
Hitzeindex: der Sommerfall
Bei Hitze funktioniert die Kühlung des Körpers über Schweißverdunstung. Ist die Luft bereits feucht, verdunstet Schweiß langsamer und die Belastung steigt. Der Hitzeindex nach Rothfusz, in den USA seit 1990 operationell im Einsatz, bildet das über eine mehrgliedrige Regressionsgleichung ab. Er gilt ab etwa 27 Grad Lufttemperatur und setzt Schatten sowie leichten Wind voraus; in direkter Sonne kann die Belastung deutlich höher liegen.
Der Deutsche Wetterdienst nutzt für seine Hitzewarnungen ein aufwendigeres Modell, die gefühlte Temperatur nach dem Klima-Michel-Modell, das zusätzlich Strahlung, Bekleidung und Aktivität berücksichtigt. Die hier ausgegebenen Werte sind daher eine Näherung, keine amtliche Größe. Wie stark eine Hitzewelle wirken kann, zeigt der Juli 2006, der wärmste Monat der deutschen Messgeschichte.
Zwischen 10 und 27 Grad
Im mittleren Temperaturbereich liefert weder Windchill noch Hitzeindex sinnvolle Werte - der Körper reguliert dort weitgehend ohne Belastung. Der Rechner gibt in diesem Fall die Lufttemperatur zurück und weist darauf hin. Wer bei Schwüle eine bessere Kenngröße sucht, findet sie im Taupunkt: Ab etwa 16 Grad Taupunkt wird Luft als schwül empfunden, unabhängig von der relativen Feuchte.