Im Sommer lauern im Lebensraum Auto Gesundheitsrisiken

Temperaturanstieg ermöglicht hohe Luftfeuchte und Schwüle

von Holger Westermann

Meteorologen unterscheiden zwei Messgrößen für die Konzentration von Wasserdampf in der Luft, die absolute und die relative Luftfeuchte. Werden Grenzwerte überschritten kann man die absolute Feuchte spüren (Schwüle) und die relative sehen (Nebel, Wolken). Gerade jetzt zur Urlaubszeit beeinflusst die Luftfeuchte auch Wohlbefinden und Gesundheit von Autofahrern.

Die absolute Feuchte gibt an, wie viel Gramm Wasserdampf sich in einem Kubikmeter Luft befindet (g/m³). Die relative Feuchte berücksichtigt, dass warme Luft (höhere Geschwindigkeit der Luftmoleküle) mehr Wassermoleküle in der Schwebe halten kann als kalte. Die selbe absolute Luftfeuchte erreicht bei Kälte schon die maximal möglichen Feuchte (Sättigung), während bei Hitze in derselben Luftmasse noch deutlich mehr Wasserdampf aufgenommen werden könnte. Die relative Luftfeuchte bezeichnet den Anteil des tatsächlichen Wasserdampfgehalts im Verhältnis zu dem bei dieser Temperatur maximal möglichen und wird in Prozent (%) angegeben. Man berücksichtigt so das temperaturabhängige Gleichgewicht zwischen Wasser und Wasserdampf.

Der Taupunkt bezeichnet die Temperatur, auf die Luft abgekühlt werden muss, damit erste Wassermoleküle zu Wassertröpfchen kondensieren, die relative Luftfeuchte beträgt dann 100%. Sichtbares Wasser in den Luft, Nebel und Wolken, markieren Areale und Luftblasen mit 100% relativer Luftfeuchte. Mit der Kondensation zu Wassertröpfchen sinkt die Konzentration der einzeln in der Luft schwebenden Wassermoleküle. Bei geringerer Wassermolekülkonzentration sinkt die Luftfeuchte und der Kondensationsprozess stoppt – es sei denn, die Temperaturabsenkung schreitet voran. Den Effekt kennt jedermann, der sich im Sommer erfrischende Getränke aus dem Kühlschrank holt: An der Glasflasche schlägt sich Luftfeuchte in Form kleiner Tröpfchen nieder. Je wärmer (Temperaturdifferenz zum konstant 4°C temperierten Kühlschrank) und je schwüler (höhere absolute Luftfeuchte) es ist, um so deutlicher lässt sich der Effekt beobachten.

Gemessen wird die Luftfeuchtigkeit mit einem Hygrometer ("hygros" ist griechisch und bedeutet "feucht"). In Haushalten weit verbreitet ist das Haarhygrometer. Haare dehnen sich bei Feuchtigkeitsaufnahme aus und schrumpfen bei Feuchtigkeitsentzug. Menschen mit Naturlocken kennen den Effekt als good-hair-day und bad-hair-day: An Tagen mit geringer Luftfeuchte und zumeist sonnigem Wetter ist die Laune prächtig und die Frisur sitzt optimal – nur, dass die Menschen oftmals glauben, dass die perfekte Haarpracht für die gute Stimmung verantwortlich sei, obwohl doch in erster Linie der Sonnenschein das Gemüt erhellt.

Ein weiteres Messinstrument ist das Psychrometer (das griechische Wort "psychros" heißt "frostig, kühl"). Es enthält zwei Thermometer: eines zeigt die Lufttemperatur an, das andere die sogenannte Feuchttemperatur. Dazu wird das Thermometer mit einem feuchten Strumpf überzogen. Wenn nun der Strumpf trocknet und somit das Wasser verdunstet, entsteht Verdunstungskälte. Dieses Thermometer zeigt somit einen niedrigeren (oder gleichen) Wert an als das trockene Thermometer. Über die Temperaturdifferenz lässt sich die Luftfeuchte berechnen.

Moderne meteorologische Messstationen nutzen elektrisch arbeitende Geräte, um die Luftfeuchte zu bestimmen. So nutzt beispielsweise der Taupunktspiegel(-hygrometer) die Reflektivität eines temperierbaren Spiegels um den aktuellen Taupunkt und damit indirekt auch die Luftfeuchte zu bestimmen. Bei 100% relativer Luftfeuchte schlägt sich Tau darauf nieder und die Reflektivität beträgt Null; so lässt sich durch Wahl der Spiegeltemperatur der Taupunkt exakt bestimmen.

Der große Einfluss der Luftfeuchte auf das Wohlbefinden und die Gesundheit der Menschen beruht auf der Fähigkeit der Luft Wärme zu transportieren und zusätzlichen Wasserdampf aufzunehmen. Feuchte Luft transportiert Wärme sehr gut, während trockene Luft wie eine Isolierschicht wirkt. Bei hoher absoluter Luftfeuchte wird dem Körper verhältnismäßig viel Wärme entzogen, deshalb frösteln die Menschen bei nasskaltem Wetter, nicht aber bei trockenem Frost. So können sich +5°C bei Wind und Regen kälter anfühlen als -5°C bei eine winterlichen Hochdrucklage mit Sonnenschein.

Für den wärmeverstärkenden Effekt ist dagegen die relative Luftfeuchte relevant. Beim Schwitzen verdunstet Wasser auf der Haut und kühlt so das Blut in den darunterliegenden Adern. So kann die Körperwärme, die durch Muskeln (auch der glatten Muskulatur, beispielsweise des Darms) und Organaktivität (insbesondere der Leber) entsteht, an die Umgebung abgegeben werden. Ist die Umgebungsluft mit Wasserdampf gesättigt (relative Luftfeuchte 100%) unterbleibt die Verdunstung und damit der kühlende Effekt, der Schweiss rinnt wirkungslos am Körper hinunter.

Die sommerliche Schwüle beruht auf einer Mischung der Effekte von absoluter und relativer Luftfeuchte. Das Schwüleempfinden tritt auf, wenn die absolute Luftfeuchte 13,5 g/m³ übersteigt. Physikalisch möglich ist dies bei 100% relativer Luftfeuchte und einer Temperatur von 16°C. Ist es kühler, kann die Luft nicht hinreichend viel Wasser aufnehmen. Bei höherer Temperatur genügt schon eine geringere relative Luftfeuchte um den Grenzwert von 13,5 g/m³ absoluter Luftfeuchte zu erreichen. erreicht oder gar überschritten. So sind bei 20°C die 13,5 g/m³ absolute Luftfeuchte bereits ab einer relativen Feuchtigkeit von etwa 80% erreicht, bei 25°C reichen 60%, bei 30°C genügen 44% und bei 35°C sogar schon 34%. Je höher die Luftfeuchte darüber hinaus steigt, um so drückender wird die Schwüle empfunden – und um so mehr Wasser wird dem Körper durch wirkungsloses Schwitzen entzogen.

Im Auto ist die Wärmebelastung besonders hoch. Durch schwitzende Passagiere ist eine hohe Luftfeuchte garantiert. Schnell steigt die gemessene Temperatur über 40°C, bei direkter Sonneneinstrahlung sind auch deutlich höhere Werte möglich. Dazu trägt insbesondere die moderne, windschlüpfrige Bauart mit stark geneigter Frontscheibe bei. Sie ist ein sehr effektiver Fänger für Strahlungsenergie. Die gefühlte Temperatur kann unter solchen Bedingungen rasch ein gesundheitsbedenkliches Niveau erreichen. Insbesondere Kinder, die im Verhältnis zum Körpervolumen (Fähigkeit Wasser zu speichern) eine sehr große Körperoberfläche (Fähigkeit durch schwitzen Wasser abzugeben) haben, können rasch austrocknen und einen Hitzeschlag erleiden.

Selbst für gesunde Menschen ist der Einstieg in ein überhitztes Fahrzeug ein Klimaschock. Für wetterempfindliche Menschen ist es ein ernstes Gesundheitsrisiko. Wer vor Fahrtantritt alle Fenster öffnet, lässt die aufgeheizte Luft entweichen. Da diese die selbe absolute Luftfeuchte enthält wie die Umgebungsluft ist sie deutlich schwüler und belastet die Gesundheit stärker. Den umgekehrten Effekt erleben Autofahrer, deren PKW die Innenraumtemperatur über eine Klimaanlage regelt. Klimaanlagen entfeuchten die Luft, der Taupunkt sinkt, die Schwüle nimmt ab, die Lufttemperatur wird als vergleichsweise niedrig empfunden. Sobald die Wagentür geöffnet wird, schlägt die drückende Schwüle entgegen – auch wenn sich die Aussentemperatur (heutzutage oftmals am Armaturenbrett ablesbar) von der im Wageninnern nur wenig unterscheidet.

Quellen:

M.Sc.-Met. Anna Wieczorek: Luftfeuchtigkeit. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 31.07.2014

Erstellt am 7. August 2014
Zuletzt aktualisiert am 7. August 2014