Letzte Aktualisierung: 13. Januar 2024

Temperatur spürbar

Bildbeschreibung: Windchill- und Hitzeindexanzeige, die sowohl die tatsächliche als auch die gefühlte Temperatur anzeigt.Creative Commons(Public Domain).

Wie fühlt sich die Temperatur an?

DortTemperatur spürbar, auch genanntWindchill-Index, berücksichtigt die Kombination aus tatsächlicher Temperatur, Windgeschwindigkeit, direkter Sonneneinstrahlung und relativer Luftfeuchtigkeit.
Der menschliche Körper erzeugt durch Stoffwechselvorgänge (Muskelaktivität, Nahrungsverdauung, Durchblutung etc.) Wärme.
Die gefühlte Temperatur schätzt das subjektive Kälteempfinden der Haut ein. Die Berechnung basiert darauf, wie verschiedene Faktoren den Wärmeverlust des Körpers beeinflussen. Dieser Wärmeverlust ist auf die Verdunstung von Schweiß, die Leitung durch die Haut und die Konvektion mit Luftbewegung zurückzuführen.
Je stärker der Wind ist, desto mehr Wärme wird abgeführt, wodurch der Eindruck einer niedrigeren Temperatur entsteht. Der Wind beschleunigt daher den Wärmeverlust des Körpers durch Konvektion. Es entfernt die erhitzte Luftschicht in der Nähe der Haut und beschleunigt so den Abkühlungsprozess. Dies kann zu einem stärkeren Kältegefühl führen, auch wenn die Raumtemperatur nicht besonders niedrig ist.
Direkte Sonneneinstrahlung hat eine wärmende Wirkung auf den Körper. Je stärker die Sonne, desto höher war die gefühlte Temperatur. Die wärmende Wirkung der Sonne ist auf Strahlung zurückzuführen. Tatsächlich durchdringen die Sonnenstrahlen die Atmosphäre und dringen in die Haut ein, wodurch diese erwärmt wird.
Bei höheren Temperaturen kann eine hohe Luftfeuchtigkeit das Hitzegefühl noch unangenehmer machen. Bei Hitze schränkt die hohe Luftfeuchtigkeit die Fähigkeit des Körpers ein, durch Schwitzen Wärme abzugeben. Schweiß verdunstet in der mit Feuchtigkeit gesättigten Luft nur schwer. Dies kann dazu führen, dass Sie sich schwer und unwohl fühlen.

Wie berechnet man die gefühlte Temperatur?

Die am häufigsten verwendete mathematische Formel ist die des WindindexesNationaler Wetterdienst (NWS).
Luftbewegung beschleunigt die Wärmeübertragung vom menschlichen Körper an die umgebende Atmosphäre, insbesondere wenn die Temperaturen unter etwa 7 °C (45 °F) liegen.

Dortmathematische Formel in internationalen Systemeinheiten :

T_gefühlt = 13,12 + 0,6215 × T − 11,37 × V^0,16 + 0,3965 × T × V^0,16

T ist die Lufttemperatur in Grad Celsius, gemessen 1,5 Meter über dem Boden in einem Schutzraum.
V ist die Windgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde.
13.12 ist ein konstanter Begriff, der bestimmte physiologische Parameter berücksichtigt, insbesondere die vom menschlichen Stoffwechsel erzeugte Wärme.
0,6215 ist ein Koeffizient zur Umrechnung der Windgeschwindigkeit in Einheiten, die mit der Temperatur in Grad Celsius kompatibel sind.
11,37 ist der Koeffizient der Windgeschwindigkeit (V). Es modifiziert den Einfluss des Windes auf das Kälteempfinden, indem es die Variation des Körperwärmeverlusts mit der Windgeschwindigkeit berücksichtigt.
0,16 ist ein Exponent, der in der Formel mit der Windgeschwindigkeit verwendet wird. Dieser Exponent (0,16) stellt die Abhängigkeit des Wärmeverlusts von der Windgeschwindigkeit dar. Es gibt an, wie das Kälteempfinden nichtlinear mit der Windgeschwindigkeit zunimmt.
39,65 ist ein Begriff, der die relative Luftfeuchtigkeit berücksichtigt. Das bedeutet, dass die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss darauf hat, wie der Wind das Kältegefühl beeinflusst.

Bei allen diesen Werten handelt es sich um konstante Koeffizienten, mit denen die Berechnung der gefühlten Temperatur an die tatsächliche Temperatur angepasst wird. Diese Koeffizienten werden aus empirischen Untersuchungen, meteorologischen Studien und Beobachtungen abgeleitet, um die Genauigkeit des Windchill-Index zu verbessern, indem sie den Einfluss des Windes auf die Temperaturwahrnehmung realistischer widerspiegeln. Durch die Anpassung dieser Koeffizienten versuchen wir, den Windchill-Index repräsentativer für die subjektive Realität des Kälteempfindens bei Wind zu machen.

Dortmathematische Formel in angelsächsischen Maßeinheiten :

T_gefühlt = 35,74 + 0,6215 × T − 35,75 × V^0,16 + 0,4275 × T × V^0,16

T_gefühltist der Windindex in Grad Fahrenheit,
T ist die Lufttemperatur in Grad Fahrenheit,
V ist die Windgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde.

Beispiele zur Berechnung der gefühlten Temperatur

Berechnung in internationalen Systemeinheiten :
T=5°C (tatsächliche Temperatur in Grad Celsius), V=40 km/h (Windgeschwindigkeit).
Excel-Formel: = (13,12 + 0,6215 * 5) - (11,37 * 40^0,16) + (0,3965 * 5 * 40^0,16)
Gefühlte Temperatur = 0,71°C.

Berechnung in angelsächsischen Maßeinheiten :
T=41°F (tatsächliche Temperatur in Fahrenheit), V=24,8 mph (Windgeschwindigkeit in Meilen pro Stunde).
Excel-Formel: = (35,74 + 0,6215 *41) - (35,75 * 24,8^0,16) + (0,4275 * 41 * 24,8^0,16)
Gefühlte Temperatur = 41,9°F.

Ist das Gefühl für alle Menschen allgemein?

Diese scheinbar komplizierte Formel veranschaulicht, wie Wind den Wärmeverlust des Körpers erhöht und die Temperatur kälter erscheinen lässt, als sie tatsächlich ist. Der Windchill-Index liefert daher ein genaueres Maß dafür, wie kalt Sie sich fühlen. Aber ist das Gefühl für alle Menschen allgemeingültig?

Bei den gewählten Parametern handelt es sich um durchschnittliche Parameter, sodass die Windchill-Index-Formel eine allgemeine Annäherung an das Kältegefühl liefert.

Tatsächlich kann die individuelle Temperaturwahrnehmung abhängig von mehreren physiologischen, psychologischen und umweltbedingten Faktoren variieren. Dinge wie Körpermasse, Aktivitätsniveau, Durchblutung, Stoffwechselrate, individuelle Kälteresistenz und sogar psychologische Aspekte wie die persönliche Kältetoleranz können Einfluss darauf haben, wie eine Person Temperatur empfindet.

Darüber hinaus berücksichtigt die Formel bestimmte lokale Faktoren nicht, wie etwa die Sonneneinstrahlung, das Vorhandensein von Hindernissen, die die Windgeschwindigkeit verringern könnten, usw.
Es ist wichtig zu beachten, dass die gefühlte Temperatur ein subjektives Konzept ist. Dies hängt von der Temperaturempfindlichkeit des Einzelnen, seiner Ausrüstung und seinem Gesundheitszustand ab.

Welche Temperatur herrscht im interstellaren Raum?

Die Temperatur, die ein nackter menschlicher Körper im interstellaren Raum empfindet, hängt von der vom Körper abgegebenen Wärmeleistung, der Umgebungstemperatur und der Art des Wärmeaustauschs ab. Im Allgemeinen verliert der menschliche Körper Wärme durch Konvektion, Leitung und Strahlung.

Im Weltraum gibt es keine Konvektion oder Leitung, weil es dort keine Materie gibt. Die einzige Art des Wärmeaustauschs ist daher Strahlung.

Der menschliche Körper sendet Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10 µm aus, was einer Temperatur von 37 °C entspricht. Auch das interstellare Medium emittiert Strahlung, deren Durchschnittstemperatur -270,45°C beträgt. Die vom menschlichen Körper empfundene Temperatur ist daher die Differenz zwischen der Körpertemperatur und der Umgebungstemperatur, multipliziert mit einem Wärmeaustauschkoeffizienten durch Strahlung.

In Wirklichkeit würde ein menschlicher Körper, der dem Vakuum des Weltraums ohne Schutz ausgesetzt ist, innerhalb von Minuten sterben, nicht an der Kälte, sondern an Dekompression, Dehydrierung, Erstickung und Bestrahlung. Von gefühlter Temperatur kann daher nicht gesprochen werden.