Vielleicht empfindest Du es draußen im Winter als kalt. Im Haus oder in der Wohnung ist es dann für Dich angenehm warm. Im Sommer könnte es Dir unter Umständen zu warm sein. Die Temperatur der Umgebung empfinden wir als warm, kalt, eisig, frisch, drückend oder heiß. Diese Temperatur wird als Lufttemperatur bezeichnet.
Lufttemperatur – Definition
Die Luft befindet sich in der Atmosphäre und umgibt unsere Erde. Die Atmosphäre stellt dabei eine gasförmige Hülle dar, die die Erde umgibt.
Mehr Informationen zur Atmosphäre erfährst Du in einer separaten Erklärung.
Luft besteht größtenteils aus Stickstoff und Sauerstoff und ist gasförmig. Menschen und Tiere brauchen die Luft zum Atmen. Luft besteht aus kleinen Teilchen – den Molekülen. Diese sind so klein, dass sie für Dein Auge gar nicht sichtbar sind. Trotzdem kannst Du die Luft in manchen Situationen von der Temperatur her spüren. Die Temperatur ist ein thermischer Zustand eines Systems oder eines Körpers und gibt an, wie heiß oder kalt dieses oder dieser ist.
Mehr zur Temperatur erfährst Du in der gleichnamigen Erklärung.
Du sprichst beispielsweise beim Spüren von warmer Luft, also von der Lufttemperatur.
Die Lufttemperatur beschreibt den Wärmezustand der bodennahen Atmosphäre, die weder von Sonnenstrahlung noch der Bodenwärme beeinflusst wird. Gemessen wird die Lufttemperatur exakt zwei Meter über dem Boden.
Wenn der Wetterdienst in den Nachrichten von den Temperaturen spricht, dann meint dieser die Lufttemperatur. Die Lufttemperatur kannst Du mit dem Modell der Teilchenbewegung vielleicht etwas besser verstehen.
Wie bereits erwähnt, besteht die Luft aus vielen kleinen unsichtbaren Teilchen, die sich bewegen. Die Bewegung der Teilchen hängt von der Temperatur der Luft ab. Bei einer hohen Lufttemperatur bewegen sich die Teilchen besonders schnell. Bei einer niedrigen Lufttemperatur bewegen sich die Teilchen nur noch sehr langsam. Je langsamer sich die Moleküle bewegen, umso niedriger ist die Lufttemperatur. Es gibt auch einen Nullpunkt beziehungsweise eine Temperatur, an dem sich die Teilchen überhaupt nicht mehr bewegen.
Lufttemperatur – Einheit
Der eben genannte Nullpunkt beschreibt die tiefstmögliche Temperatur. An diesem orientiert sich die sogenannte Kelvin-Skala. Das Kelvin K ist die SI-Einheit, also eine international definierte Einheit, für die Temperatur.
Die Einheit Kelvin ist nach William Thomson benannt.
Die Lufttemperatur wird also in der Einheit Kelvin genannt. Es kann allerdings auch wie bei uns in Deutschland der Fall sein, dass die Lufttemperatur in Grad Celsius °C angegeben wird. In den USA und in Großbritannien wird die Lufttemperatur in Grad Fahrenheit °F genannt.
Der Nullpunkt bei der Temperatur liegt bei 0 K. Das sind umgerechnet -273,15 °C oder -459,67 °F
Lufttemperatur messen
Die Lufttemperatur wird immer zwei Meter über dem Boden durch Thermometer oder Sensoren gemessen.
Lufttemperatur messen – Messgerät
Ein typisches Messgerät für die Lufttemperatur ist das Thermometer.
Ein Thermometer ist ein Instrument zum Messen und Anzeigen der Lufttemperatur.
Ein solches Thermometer kann mit Quecksilber oder Alkohol gefüllt sein. Meistens wird heute nur noch Alkohol verwendet, da Quecksilber für Menschen und Tiere giftig ist. Ist das Thermometer mit einem der beiden Stoffe gefüllt, sprichst Du auch von einem Ausdehnungsthermometer, weil sich die Flüssigkeiten je nach Lufttemperatur ausdehnen. Je nach Ausdehnung kannst Du den Wert dann an der Skala ablesen.
Wenn das Thermometer allerdings ungünstig angebracht wurde, können Messfehler entstehen und das Ergebnis der Lufttemperatur verfälschen.
Hängt das Thermometer in der direkten Sonne, wird es durch die Sonnenstrahlen aufgeheizt. Hängt das Thermometer im Winter an der Hauswand, kann das Ergebnis durch die Hauswärme verfälscht sein. Die Lufttemperatur wird dann also in beiden Fällen nicht unabhängig von anderen Wärmequellen gemessen.
Andere Einflussfaktoren können Luftströmungen, Meeresströmungen, die Reflexionsstrahlung (Albedo), Niederschlag und Luftfeuchtigkeit sein.
Angesichts dessen gibt es bei den Wetterdiensten strenge Richtlinien. So kann sich das Thermometer in einem abgeschatteten Lamellen-Schutz befinden und nicht von den Sonnenstrahlen beeinflusst werden.
Lufttemperatur messen – Lufttemperatursensor
Die Lufttemperatur kann aber auch genauer durch Sensoren gemessen werden.
Ein Lufttemperatursensor ist ein elektronisches Bauelement, das die Temperatur durch ein elektrisches Signal messbar macht.
Wetterstationen, die automatisiert sind, besitzen diese Lufttemperatursensoren und messen die Lufttemperatur die ganze Zeit über. Der gemessene Temperaturwert geht dann in eine weltweite Datenbank ein und kann von allen Wetterdiensten abgerufen werden.
Die automatisierten Wetterstationen müssen trotzdem regelmäßig gewartet werden, um die Genauigkeit der Lufttemperaturmessung sicherzustellen. Wird ein neuer Lufttemperaturrekord gemessen, wird die Wetterstation noch einmal auf ihre korrekte Funktionsweise geprüft, bevor der Temperaturwert in die Datenbank aufgenommen wird.
Lufttemperatur berechnen
Die Lufttemperatur nimmt mit zunehmender Höhe um 6,5 °C je 1.000 Höhenmeter ab. Wenn Du also zwei Meter über dem Boden die Temperatur abliest, kannst Du die ungefähren Werte in einer bestimmten Höhe berechnen. Dafür benötigst Du folgende Daten:
- Die Höhe über dem Meeresspiegel des Bezugspunktes,
- die Temperatur des Bezugspunktes und
- die Höhe über dem Meeresspiegel des berechnenden Punktes.
Berechnen kannst Du Dir diese Lufttemperatur beispielsweise online in einem Rechner oder auch per Hand.
Stell Dir vor, dass Du in München eine Temperatur von 23 °C abliest. Die Stadt befindet sich 520 Meter über dem Meeresspiegel. Nun möchtest Du die Temperatur von 1.520 Metern über dem Meeresspiegel berechnen.
Da die Lufttemperatur mit 6,5 °C pro 1.000 Höhenmetern abnimmt und 1.520 Meter genau 1.000 Höhenmeter Unterschied sind, rechnest Du folgendermaßen:
23 °C – 6,5 °C = 16,5 °C
Bei einer Höhe von 1.520 Metern über dem Meeresspiegel in München sind dann also circa 16,5 °C.
Lufttemperatur – Geographie
In der Geographie ist die Lufttemperatur wichtig für die Beschreibung von der Klimageschichte. Dafür werden die Daten der Lufttemperatur in einer sogenannten Zeitreihe aufgelistet.
Eine Zeitreihe gibt die monatlichen Mittelwerte der Lufttemperatur in einem Diagramm wieder.
Mithilfe der Zeitreihe kann also die Lufttemperaturentwicklung betrachtet werden. Sehen kannst Du darin auch Extremwerte, wie die heißesten und kältesten Jahre.
Die niedrigste auf der Erde gemessene Lufttemperatur von -93 °C wurde in der Ost-Antarktis gemessen.1 Mehr zur Antarktis erfährst Du in einer eigenen Erklärung.
Zeitreihe Lufttemperatur – Deutschland
In der Abbildung 3 kannst Du die Zeitreihe von 1760 bis 2019 von Deutschland sehen. Zu sehen ist, dass die Lufttemperatur vorwiegend in den vergangenen 40 Jahren stärker angestiegen ist.
Grund dafür ist der Klimawandel. Mehr dazu erfährst Du in der Erklärung zum Klimawandel.
Abbildung 3: Zeitreihe der Lufttemperatur in Deutschland
Lufttemperatur – Das Wichtigste
- Die Lufttemperatur beschreibt den Wärmezustand der bodennahen Atmosphäre, die weder von Sonnenstrahlung noch der Bodenwärme beeinflusst wird.
- Die Lufttemperatur wird exakt zwei Meter über dem Boden gemessen.
- Die Einheit der Lufttemperatur ist Kelvin (K).
- Der absolute Nullpunkt der Teilchenbewegung liegt bei 0 K (-273,15 °C).
- Die Lufttemperatur kann durch ein Thermometer oder Sensoren gemessen werden. Sensoren sind dabei genauer.
- Die Lufttemperatur nimmt pro 1.000 Höhenmeter um 6,5 °C ab.
- Eine Zeitreihe gibt die monatlichen Mittelwerte der Lufttemperatur in einem Diagramm wieder.
Nachweise
- content.meteoblue.com: Lufttemperatur. (19.08.2022)
- wetter.net: Lufttemperatur. (19.08.2022)
- helmholtz.de: Minus 93° – Die niedrigste Temperatur auf Erden. (28.08.2022)
- Abbildung 3: Lufttemperaturzeitreihen Deutschland bis 2019 (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d3/Zeitreihen_der_Lufttemperatur_in_Deutschland_bis_2019.svg/1024px-Zeitreihen_der_Lufttemperatur_in_Deutschland_bis_2019.svg.png?20200307165239) von Smurftrooper (https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=User:Smurftrooper&action=edit&redlink=1) unter der Lizenz CC BY-SA 4.0 (https://studysmarter.atlassian.net/wiki/spaces/CON/pages/46433054/Bildrechte+Guidelines#Namensnennung-%E2%80%93-Weitergabe-unter-gleichen-Bedingungen-4.0-International-(CC-BY-SA-4.0))
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