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Kühlgrenztemperatur: Warum die Feuchtkugeltemperatur so wichtig ist

Warum wir uns ziemlich bald Gedanken zur «Feuchtkugeltemperatur» machen sollten

Ende des Jahrhunderts könnte ein Drittel der Menschen in Regionen wohnen, die zu warm werden, um dort überleben zu können. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die sogenannte Feuchtkugeltemperatur. Zeit, dieses wichtige Mass zu erklären.
10.06.2023, 10:0210.06.2023, 13:32
Lara Knuchel
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Eine Erderwärmung von 2,7 Grad bis Ende des Jahrhunderts. Das würde Realität werden, wenn der bestehende Effort, Treibhausgase zu reduzieren, fortgesetzt würde. Diese 2,7 Grad hätten fatale Folgen für die Natur, für unsere Wirtschaft, aber auch für den Menschen als Lebewesen.

Gemäss einer kürzlich im renommierten Fachblatt «Nature Sustainability» publizierten Studie könnte nämlich rund ein Drittel der Menschheit nicht mehr dort wohnen, wo er es jetzt tut. Der gewichtigste Grund dafür ist die zunehmende Hitze – aber nicht nur: Auch die Feuchtigkeit spielt eine entscheidende Rolle, denn sie bestimmt, wie gut sich unser Körper bei Hitze durch Schwitzen abkühlen kann.

Ein Mass für diese Hitzebelastung des Menschen ist die sogenannte Feuchtkugeltemperatur. Wir erklären, was das genau ist und warum uns dieses Mass immer öfter begegnen wird, wenn es um die verheerenden Auswirkungen des Klimawandels geht.

Was ist die Feuchtkugeltemperatur?

Die Feuchtkugeltemperatur wird auch als Kühlgrenztemperatur bezeichnet. Sie verbindet die Temperatur der trockenen Luft (wie man sie normalerweise auf dem Thermometer ablesen kann) mit der Luftfeuchtigkeit. Die Kühlgrenztemperatur wurde spezifisch dazu definiert, um als Mass des Hitzestresses beim Menschen zu dienen.

epa09913861 A young girl holds a hand fan as she waits outside a school during a hot day in Kolkata, India, 28 April 2022. The summer, or pre-monsoon season, occurs from March to July in eastern India ...
Während der Hitzewelle in Indien im Frühjahr 2022 wurden für den Menschen gefährlich hohe Temperaturen gemessen.Bild: EPA/keystone

Etwas kompliziert formuliert handelt es sich dabei um die tiefste Temperatur, die sich durch Verdunstung und Abkühlung in einer bestimmten Umgebung erreichen lässt. Schaut man sich die Messung der Feuchtkugeltemperatur an, wird das Ganze etwas besser verständlich.

Wie misst man die Feuchtkugeltemperatur?

Die Feuchtkugeltemperatur wird – ebenso wie die normale Lufttemperatur – mit einer Art Thermometer gemessen. Allerdings handelt es sich dabei um ein spezielles meteorologisches Messgerät: den sogenannten Psychrometer (psychrós ist Griechisch und bedeutet so viel wie frostig, kühl oder kalt).

July 25, 2012 - Sacramento, CA, USA - National Weather Service Meteorologist Mike Smith holds a device called a Sling Psychrometer in his office in Sacramento, California, July 25, 2012. The device is ...
Ein US-amerikanischer Schleuder-Psychrometer, der von Hand durch die Luft geschleudert werden muss, um die für die Messung notwendige Ventilation zu generieren. Bild: imago

Der Psychrometer besteht aus zwei Thermometern, wovon einer uns geläufiger ist. Der andere wird in eine Art feuchtes Tuch oder in feuchte Watte gehüllt. Weil die Feuchtigkeit an diesem Material konstant verdunstet und weil Verdunstung eine kühlende Wirkung hat, wird die zu messende Luft ebenso konstant abgekühlt.

Nun ist entscheidend, dass die Feuchtigkeit schneller verdunsten kann, je trockener die Luft ist. Oder umgekehrt: Ist die Umgebungsluft feuchter, kann sie in der gleichen Zeit weniger Feuchtigkeit aus verdunstenden Materialien – oder eben auch von schwitzenden menschlichen Körpern – aufnehmen und damit weniger stark abkühlen.

Daraus erschliesst sich ebenfalls: Je tiefer die Luftfeuchtigkeit, desto grösser ist der Unterschied zwischen der Lufttemperatur und der Feuchtkugeltemperatur – oder zwischen dem «normalen» Thermometer und demjenigen mit der feuchten Watte.

Die Kühlgrenztemperatur liegt deshalb auch immer unter der Lufttemperatur – ausser, es besteht eine relative Luftfeuchte von 100 Prozent, dann sind beide Masse genau gleich hoch.

Warum wird dieses Mass immer wichtiger?

Der Mensch reguliert, wie viele Tiere auch, seine Körpertemperatur über die Schweissabgabe. Dort spielt die Feuchtkugeltemperatur eine wichtige Rolle: Erreicht sie eine kritische Schwelle, können wir durch das Schwitzen keine Wärme mehr in die Umgebung abgeben, um unsere Körpertemperatur konstant zu halten.

Schwitzen im Sommer: Die Hitze setzt uns allen zu
Die Fähigkeit zu schwitzen ist für uns überlebenswichtig. Bild: Shutterstock

Damit ist im Grunde die Grenze der menschlichen Anpassungsfähigkeit an extreme Hitze erreicht. Wenn wir den Bedingungen nicht entkommen können, kann die Temperatur unseres Körpers über den überlebensfähigen Bereich hinaus ansteigen und die Organe versagen.

Wo liegt der Unterschied zur gefühlten Temperatur?

Die Feuchtkugeltemperatur wird, wie beschrieben, direkt gemessen. Die gefühlte Temperatur, die vielen geläufiger sein dürfte, wird hingegen im sogenannten Hitzeindex abgebildet.

Der Hitzeindex ist ein Mass dafür, wie sich die Lufttemperatur für unseren Körper anfühlt, wenn man die relative Luftfeuchtigkeit mit einbezieht. Er wird für schattige Bereiche berechnet und gibt an, wie unangenehm wir uns fühlen, wenn es heiss und feucht ist.

Wie es das Wort aber bereits sagt, ist der Hitzeindex ein (konstruierter) Index, der jeweils kalibriert werden muss. Es handelt sich deshalb um eine etwas subjektive Messung, die sogar in verschiedenen Ländern in verschiedenen Versionen zum Einsatz kommt. Aus diesem Grund ziehen Klimawissenschaftler zunehmend ein anderes Mass für Hitzestress heran: die Feuchtkugeltemperatur.

Wo kommt die Feuchtkugeltemperatur zur Anwendung?

Das Mass wird vor allem in der Wissenschaft benutzt, der breiten Öffentlichkeit dürfte es (noch) wenig sagen. Gerade wenn es darum geht, die Auswirkungen des Klimawandels und der Erderwärmung auf den Menschen quantitativ ausdrücken zu können, ist die Feuchtkugeltemperatur ein aussagekräftiges Mass.

Es wird aber auch als Zutat für Indizes benutzt, zum Beispiel den «Wet Bulb Globe Temperature»-Index (WBGT). Dieser misst den Hitzestress bei direkter Sonneneinstrahlung und hat seine Anfänge in der US Army: Der WBGT wurde 1956 vom United States Marine Corps in Parris Island, South Carolina, entwickelt. Das Ziel davon war es, Verletzungen durch Hitzestress bei Rekruten zu reduzieren. In diesen Index fliesst neben der Feuchtkugeltemperatur auch die herrschende Windstärke, der Winkel der Sonneneinstrahlung und die Bewölkung.

epa04273714 Cristiano Ronaldo (C) of Portugal drinks water during a short break at the FIFA World Cup 2014 group G preliminary round match between the USA and Portugal at the Arena Amazonia Stadium in ...
Portugal-Spieler bei einer Trinkpause an der Fussball-WM 2014 in Manaus, Brasilien.Bild: EPA/dpa

Auch bei Sportveranstaltungen kommt der WBGT zum Einsatz. So orientiert sich zum Beispiel die FIFA an diesem Index, wenn es um möglichen Hitzestress der Fussballerinnen und Fussballer geht: Bei einer WGBT von mehr als 32 Grad Celsius sind gemäss den Reglementen in beiden Spielhälften Abkühlungspausen vorgeschrieben.

Welche Feuchtkugeltemperatur kann der Mensch aushalten?

Lange ging man davon aus, die Grenze für den Menschen liege bei einer Feuchtkugeltemperatur von etwa 35 Grad – bei einer Aussetzung von mindestens sechs Stunden. Gemäss dem britischen «Guardian» entspricht dies ungefähr einer Trockentemperatur von 40 Grad in Kombination mit einer relativen Luftfeuchte von hohen 75 Prozent.

Eine neue Studie aus dem Jahr 2022 suggeriert nun aber, dass die Schwelle um einiges tiefer liegen dürfte. Die Forschenden haben dabei junge und gesunde Erwachsene untersucht, die bei hohen Feuchtkugeltemperaturen grundlegende Aktivitäten des täglichen Lebens nachahmen mussten.

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Nähert sich die Feuchtkugeltemperatur unserer Körpertemperatur, können wir uns nicht mehr durch Schwitzen abkühlen. Bild: Shutterstock

«Unsere Daten sind tatsächliche Daten von Menschen und zeigen, dass die kritische Feuchtkugeltemperatur eher bei 31,5 Grad liegt», sagt Larry Kenney, Co-Autor der Studie und Professor der Physiologie.

Was bedeutet diese Erkenntnis? Bill McGuire, Direktor des britischen Hazard Research Centre, warnte gegenüber dem «Guardian»: «Wenn die neuen Erkenntnisse zutreffen, befinden wir uns bei extremer Hitze in einer völlig neuen Situation. Die Zahl der Menschen, die weltweit einer potenziell tödlichen Kombination aus Hitze und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, wäre weitaus höher als bisher angenommen.»

Dieser Eindruck wurde nun in der kürzlich veröffentlichten «Nature Sustainability»-Studie, die ein kritisches Bild der Bewohnbarkeit bis Ende des Jahrhunderts zeichnet, bestätigt.

Wo könnte die kritische Feuchtkugeltemperatur überschritten werden?

Ereignisse mit extrem hohen Feuchtkugeltemperaturen von bis zu 35 Grad hätten global zugenommen, schreibt die Nasa. Die Ereignisse, bei denen sie eine Höhe von zwischen 32 und 35 erreichten, haben sich demnach vervierfacht. Weiter kam es zwischen 1979 und 2017 zu etwa 1000 Ereignissen von einer Temperatur von über 31 und etwa ein Dutzend über 35 Grad, in Pakistan, Indien, Saudi-Arabien, Mexiko und Australien. Auffallend ist: Neun davon wurden seit 2005 registriert.

A Pakistani mother uses hand fan to her child suffering from dehydration due to sever heat while she waits her turn at a local hospital in Karachi, Pakistan, Wednesday, June 24, 2015. Wind from the se ...
2015 (hier im Bild) und 2022 wurde Pakistan von extremen Hitzewellen heimgesucht, mehrere hundert Menschen starben. Bild: AP/AP

Zu den am stärksten gefährdeten Gebieten gehören gemäss einer Studie aus dem Jahr 2020 Südasien, der Persische Golf und das Rote Meer bis etwa 2050 sowie Ostchina, Teile Südostasiens und Brasilien bis 2070.

«Frühere Studien gingen davon aus, dass dies in einigen Jahrzehnten der Fall sein würde, aber unsere Studie zeigt, dass es jetzt schon passiert», sagte der Hauptautor dieser Studie Colin Raymond, ein Klimawissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der Nasa. «Die Dauer dieser Ereignisse wird zunehmen und die betroffenen Gebiete werden in direkter Korrelation mit der globalen Erwärmung wachsen.»

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125 Kommentare
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Die beliebtesten Kommentare
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ingmarbergman
10.06.2023 10:27registriert August 2017
Jetzt verstehe ich: die SVP ist gegen Klimaschutz weil sie Migration und Klimaflüchtlinge WILL.
Die SVP macht Politik die zu mehr Einwanderung führt, weil das ihr einziges Thema ist.
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Lienat
10.06.2023 10:23registriert November 2017
Gut, dass dieses wichtige Thema langsam ins Interesse der Öffentlichkeit rückt. Es wäre nicht verkehrt, wenn die Wetterprognosen nicht bloss die (thermodynamische) Temperatur, sondern jeweils auch die Kühlgrenztemperatur melden würden. Denn diese ist für den effektiven Hitzestress viel relevanter.

PS: Wer Mühe hat, der Erklärung im Artikel zu folgen, soll mal einen Aufguss in einer Sauna miterleben. Da merkt man den Unterschied, ob auf der Haut Schweiss verdunsten kann (trockene Luft) oder ob Luftfeuchtigkeit auf der Haut kondensiert (feuchte Luft), sehr direkt.
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Zürischnurre
10.06.2023 11:11registriert Februar 2016
Uns wird der Klimawandel hart treffen, nämlich mit der Flüchtlingswelle. Der Tatsache muss man ins Auge sehen.
Ist der breiten Allgemeinheit eigentlich bewusst was auf uns zukommt?
Fühl mich grad so machtlos, auch wenn wir die Klimaziele erreichen könnten.. wir sind klein und haben wenig Einfluss.
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