Feuchtkugeltemperatur-Rechner

Was ist die Feuchtkugeltemperatur?

Die Feuchtkugeltemperatur ist die niedrigste Temperatur, die Luft durch das Verdunsten von Wasser in sie hinein erreichen kann. Physikalisch ist es die Temperatur, die Sie an einem Thermometer ablesen würden, dessen Kugel in ein feuchtes Tuch gewickelt und belüftet ist: Während das Wasser verdunstet, entzieht es der Kugel Wärme, bis Verdunstung und Abkühlung ein Gleichgewicht erreichen.

Da sich unser Körper auf dieselbe Weise abkühlt — durch Schwitzen —, ist die Feuchtkugeltemperatur ein direktes Maß dafür, wie gut Hitzestress abgebaut werden kann. Wenn die Luft trocken ist, liegt die Feuchtkugeltemperatur deutlich unter der Lufttemperatur und Schweiß verdunstet schnell. Wenn die Luft feucht ist, rücken die beiden Temperaturen näher zusammen und die Abkühlung wird schwieriger.

Dieser Rechner verwendet die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit, um die Feuchtkugeltemperatur zu schätzen. Geben Sie die Temperatur in °C oder °F und die relative Luftfeuchtigkeit als Prozentsatz ein; das Ergebnis kann in beiden Temperatureinheiten angezeigt werden.

Wie funktioniert der Rechner?

Die exakte Feuchtkugeltemperatur zu berechnen erfordert normalerweise eine iterative psychrometrische Lösung. 2011 veröffentlichte Roland Stull eine empirische Anpassung mit einer einzigen Gleichung, die den exakten Wert bis auf wenige Zehntel Grad über den Bereich der Bedingungen reproduziert, die bei Druck auf Meereshöhe auftreten, ungefähr bei relativen Luftfeuchtigkeiten von 5–99% und Temperaturen von −20 °C bis 50 °C.

Der Rechner setzt Ihre Lufttemperatur $T$ (in Grad Celsius) und die relative Luftfeuchtigkeit $RH$ (als Prozentsatz, also wird 50% als 50 eingegeben) in diese Formel ein und gibt die Feuchtkugeltemperatur $T_w$ in Grad Celsius zurück, mit Umrechnung in Fahrenheit, wenn Sie die Ausgabeeinheit wechseln.

Formel

$T_w = T \cdot \arctan\!\left[0.151977\,\sqrt{RH + 8.313659}\right] + \arctan(T + RH) - \arctan(RH - 1.676331) + 0.00391838\,RH^{3/2}\,\arctan(0.023101\,RH) - 4.686035$

Hierbei ist $T$ die Lufttemperatur in °C, $RH$ die relative Luftfeuchtigkeit in Prozent, und jeder $\arctan$ wird im Bogenmaß ausgewertet. Das Ergebnis $T_w$ ist in °C.

Gelöste Beispiele

Beispiel 1 — ein warmer, mäßig feuchter Tag. Mit $T = 30\,^{\circ}\mathrm{C}$ und $RH = 50\%$:

$T_w \approx 22.3\,^{\circ}\mathrm{C}$

Die Luft kann durch Verdunstung also nur bis auf etwa 22,3 °C abgekühlt werden — angenehm, aber spürbar schwül.

Beispiel 2 — kühler und feuchter. Mit $T = 25\,^{\circ}\mathrm{C}$ und $RH = 60\%$:

$T_w \approx 19.5\,^{\circ}\mathrm{C}$

Referenzwerte (Feuchtkugeltemperatur in °C)

Hinweise und praktische Anwendungen

• Eine anhaltende Feuchtkugeltemperatur von etwa 35 °C gilt weithin als theoretische Grenze der menschlichen Überlebensfähigkeit, weil der Körper an diesem Punkt selbst in Ruhe im Schatten seine Stoffwechselwärme nicht mehr abgeben kann.
• Weil sie Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einer Zahl zusammenfasst, wird die Feuchtkugeltemperatur in Hitzestress-Indizes, bei der Auslegung von Klimatechnik und Kühltürmen, bei der Beschneiung und in der Landwirtschaft verwendet.
• Die Stull-Anpassung setzt den Standarddruck auf Meereshöhe voraus. In großer Höhe weicht die tatsächliche Feuchtkugeltemperatur leicht ab.
• Für ein verwandtes Maß dafür, wie sich das Wetter „anfühlt”, siehe den Luftdichte-Rechner und den Beaufort-Skala-Rechner.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Feuchtkugeltemperatur immer niedriger als die Lufttemperatur? Ja, es sei denn, die Luft ist vollständig gesättigt (100% relative Luftfeuchtigkeit); in diesem Fall entspricht die Feuchtkugeltemperatur der Luft- (Trockenkugel-)Temperatur.

Was ist der Unterschied zwischen der Feuchtkugeltemperatur und dem „gefühlten” Hitzeindex? Der Hitzeindex schätzt die empfundene Wärme auf einer an Komfort kalibrierten Skala, während die Feuchtkugeltemperatur eine physikalische Größe ist — die tatsächlich niedrigste durch Verdunstungskühlung erreichbare Temperatur.

Wie genau ist diese Schätzung? Stulls Formel stimmt typischerweise bis auf etwa 0,3 °C mit der exakten psychrometrischen Feuchtkugeltemperatur über den Bereich normaler Wetterbedingungen überein.