Feuchtkugeltemperatur: Wie viel Schwüle halten wir aus?

Eine für den Menschen wichtige, aber allgemein wenig bekannte Größe ist die Feuchtkugeltemperatur (englisch: wet-bulb temperature). Sie vereint Temperatur und relative Feuchte der Luft und gibt die tiefste Temperatur an, die sich durch Verdunstungskühlung erreichen lässt. Der Effekt der Verdunstungskühlung wird zum Beispiel in der Raumlufttechnik genutzt, um  die Temperatur in Innenräumen zu senken. Aber auch der menschliche Körper kühlt sich, um eine Körpertemperatur von ungefähr 36°C dauerhaft zu halten, über diesen Mechanismus – und genau das macht die Feuchtkugeltemperatur so interessant. Entscheidend dabei ist, dass die Verdunstung abnimmt, je feuchter die Luft ist.

Wie kühlen wir uns ab?

Über den Stoffwechsel erzeugt der Körper Energie und die Körpertemperatur steigt an. Um diesen Anstieg auszugleichen, gibt es mehrere Methoden. Einerseits nutzt der Körper das Prinzip des fühlbaren Wärmestroms. Ist der Körper wärmer als die Umgebungstemperatur, fließt die Luft vom warmen Körper zur kühleren Umgebungsluft. Die abgegebene Wärme wird dann über die Luftströmung abtransportiert. Ist die Lufttemperatur niedrig und es wird zu viel Energie an die Umgebung abgegeben, wirkt man zum Beispiel mit Kleidung entgegen.

Verdunstungskühlung

Ist die Umgebungstemperatur zu hoch oder die Luftströmung zu schwach, hat der menschliche Körper ein weiteres ausgeklügeltes System: Steigt die Körpertemperatur, zum Beispiel aufgrund von Bewegung, an, beginnt er zu schwitzen. Der Schweiß auf der Haut verdunstet und die dazu nötige Energie wird dem Körper entzogen (Verdunstungskühlung). Nun kommt aber die relative Luftfeuchtigkeit ins Spiel. Bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit funktioniert dieser Mechanismus nicht mehr ausreichend, der Schweiß kann nicht mehr verdunsten und damit auch keine Körperwärme abtransportiert werden. Bei einer theoretischen Temperatur von 36°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% könnte sich der Körper also nicht mehr kühlen und bei gleichbleibenden Bedingungen wäre der Tod die Folge.

Feuchtkugeltemperatur

An diesem Punkt kommt die Feuchtkugeltemperatur ins Spiel – sie gibt also in diesem Fall an, wie gefährlich die Kombination aus Temperatur und relativer Feuchte für den menschlichen Körper ist.  Werte im oberen 20er Bereich setzen dem Körper bereits zu und verhindern eine ausreichende Abkühlung. Steigt die Feuchtkugeltemperatur auf über 30 Grad werden die Bedingungen für den Menschen lebensbedrohlich. 35 Grad gelten als das theoretische Überlebenslimit selbst für gesunde Menschen. Man sagt also nicht umsonst, dass extreme Hitze in trockener Luft wie etwa in der Wüste für den Körper besser zu verkraften ist, als Hitze bei hoher Luftfeuchtigkeit.

Aktuelle Feuchtkugeltemperatur um 14 Uhr am 22. August 2021.

In Österreich kommt es an schwülen Tagen zu Werten zwischen 20 und 25, etwa am vergangenen Wochenende wurde in Wels vorübergehend eine Feuchtkugeltemperatur von 25 Grad gemessen. Noch höhere Werte in der näheren Umgebung treten häufig in Norditalien auf, so gab es hier vor einer Woche Werte zwischen 25 und 28 Grad. Vereinzelt wurden aber auch schon Spitzen um 31 Grad erreicht, wie etwa in Triest am 1. August 2020. Extremwerte von 35 Grad waren bislang weltweit äußerst selten, sie wurden aber bereits mehrfach in subtropischen Küstenregionen gemessen, wenn auch nur vorübergehend für wenige Stunden. In den vergangenen Tagen gab es etwa im Iran an der Küste  des Persischen Golfs Werte um 34 Grad.

ERA5-Reanalyse der höchsten jährlichen Feuchtkugeltemperatur (>27). © Science Advances, Vol. 3, no. 8

Höhere Werte durch Klimawandel

Durch den Klimawandel nimmt die Feuchtkugeltemperatur tendenziell zu, was besonders in Teilen Indiens, Pakistans und von Bangladesch zu einem großen Problem wird. Etwa im großen Indus-Tal und in der Gangesebene wären im Worst-Case-Szenario vier Prozent der Bevölkerung zumindest einmal zwischen 2071 und 2100 mit tödlichen Hitzewellen von über 35 Grad Feuchtkugeltemperatur konfrontiert bzw. 75% mit lebensbedrohlichen Hitzewellen von über 31 Grad Feuchtkugeltemperatur.

Mehr dazu in dieser Studie auf ScienceAdvances.

Mittlere jährliche max. Feuchtkugeltemperatur von 1976 bis 2005 (B) sowie die Prognosen für 2071 bis 2100 je nach Temperaturanstieg.