Wie feucht ist es?

Relative Feuchte und Taupunkt: Eine einfache Umrechnung und deren Anwendung

Ein Forscher am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz schlägt eine einfache Formel vor, um die relative Feuchte ohne Verwendung des Rechners in die Taupunkttemperatur umzurechnen. Dies macht es wesentlich leichter, an feuchten Tagen die zu erwartende Behaglichkeit der Luft abzuschätzen oder die Höhe der Wolkenuntergrenze zu bestimmen (Lawrence, M. G., Bulletin of the American Meteorological Society, 86, 225-233, 2005).

Meteorologen verwenden verschiedenste Begriffe, um die Menge an Feuchtigkeit in der Atmosphäre anzugeben. Zwei davon sind die relative Feuchte und der Taupunkt. Den meisten Leuten ist die relative Feuchte weitaus geläufiger und sie wissen, dass die Luft bei hoher relativer Feuchte, etwa 90%, unbehaglich werden kann, insbesondere wenn es heiß ist. Andererseits bevorzugen Meteorologen eher die Taupunktemperatur, die ein besseres Maß ist für Phänomene wie die Behaglichkeitsstufe der Luft, die Höhe der Untergrenze von Cumulus-Wolken oder die Wirksamkeit von Verdunstungskühlern.

Während der letzten 200 Jahre wurde eine Reihe von Näherungen für die Umrechnung zwischen Taupunkt und relativer Luftfeuchte vorgeschlagen, die aber alle einen Rechner oder Tabellen voraussetzen und größtenteils Exponenten und Logarithmen beinhalten. Nun hat Mark Lawrence vom Max-Planck-Institut für Chemie eine sehr einfache Faustregel für diese Umrechnung vorgeschlagen: Die relative Feuchte sinkt jeweils um 5% wenn die Taupunkttemperatur um ein Grad abnimmt, ausgehend von 100% relativer Feuchte, bei der der Taupunkt mit der normalen Lufttemperatur identisch ist. Diese Umrechnung ist gut anwendbar für feuchte Luft, das heißt, solange die relative Feuchte über etwa 50% liegt.

In der Praxis lässt sich damit spielend leicht der Taupunkt und somit die zu erwartende Behaglichkeit der Luft aus der relativen Feuchte und der Temperatur berechnen: Wenn es draußen zum Beispiel 30 °C warm ist und die Luftfeuchte 75% beträgt, dann liegt der Taupunkt bei 25 °C. Damit sieht man auch sofort, was durch Verdunstungskühlung erreicht werden kann – in unserem Beispiel bestenfalls fünf Grad. „Wenn man nun die Gleichung ein wenig anpasst, um den Einfluss der Temperatur zu berücksichtigen, ist es sehr einfach, unter Verwendung der relativen Feuchte die Höhe der Untergrenze von Cumulus-Wolken näherungsweise im Kopf zu berechnen, gewöhnlich mit einer Genauigkeit von etwa 10%“, sagt Lawrence.

Lawrence gibt in der Veröffentlichung einen historischen Rückblick und schildert dabei ein paar interessante Untersuchungen auf diesem Gebiet. Insbesondere ein Beispiel, basierend auf den ersten Messungen des Taupunkts von John Dalton um 1800, liefert ein nettes wissenschaftliches Experiment, um das Prinzip der Feuchte zu demonstrieren: Studenten, und sogar Schüler, können den Taupunkt ermitteln, indem sie bei Raumtemperatur einem mit Wasser gefüllten Glas langsam solange Eiswürfel hinzufügen, bis sich an der Außenfläche gerade Tau zu bilden beginnt. Wenn sie nun an diesem Punkt die Temperatur des Wassers messen, die Differenz zur Lufttemperatur mit fünf multiplizieren und das Ergebnis von 100% abziehen, erhalten sie die relative Luftfeuchte, die sie dann mit der Anzeige eines Hygrometers vergleichen können.

Originalveröffentlichung:

Mark G. Lawrence
The Relationship between Relative Humidity and the Dewpoint Temperature in Moist Air
Bulletin of the American Meteorological Society, 86, 225-233, 2005

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Mark Lawrence
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Tel.: 06131 305-331
Fax: 06131 305-577
E-Mail: lawrence@mpch-mainz.mpg.de