Die Temperatur spielt im Alltag und auch in der Meteorologie eine große Rolle. Sie gibt an, wie heiß oder kalt etwas ist. Die Temperatur können Sie mit einem Thermometer messen. Die Temperaturangabe erfolgt meist in der Maßeinheit Grad Celsius.
Ein Artikel von Wetterexperte, Wetterkolumnist und Meteorologe Roland Schmidt.
Die Temperatur ist eine für unser körperliches Empfinden enorm wichtige physikalische Größe. Als Lebewesen mit einer weitgehend konstanten Körpertemperatur reagieren wir automatisch mit Frösteln oder mit Schwitzen auf zu niedrige oder zu hohe Außentemperaturen.
Da unser Wohlbefinden also direkt mit der Temperatur gekoppelt ist, gehört sie zu den elementaren Zutaten jeder Wettervorhersage, die uns ja ermöglichen soll, uns frühzeitig auf die äußeren Bedingungen einzustellen.
Wie kann man die Temperatur messen?
Thermometer und Geräte mit einem Temperatursensor von TFA messen die Temperatur für verschiedene Zwecke und zeigen die Werte in Grad Celsius an. Viele Messgeräte von TFA bieten auch die Funktion an, die Temperatur in Grad Fahrenheit anzuzeigen.
In der Meteorologie, der Wissenschaft rund um das Wetter, spielt die Lufttemperatur eine große Rolle. Weltweit wird sie daher regelmäßig unter genau vorgegebenen Bedingungen gemessen.
Temperaturmessung für die Wetterbeobachtung
Die Messung der Temperatur ist einer der wichtigsten Bestandteile der Wetterbeobachtung. Das liegt daran, dass Wasser neben der Luft und der Sonne die dritte Hauptzutat unserer Wetters ist. Das Wichtige dabei:
Das Wasser ändert seine Erscheinungsform entsprechend der Temperatur. Zum einen gehen mit steigender Temperatur immer mehr Wassermoleküle vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über und werden dadurch für uns unsichtbar („Wasser verdunstet“).
Zum anderen erreicht Wasser im Allgemeinen bei 0 Grad Celsius seinen Gefrierpunkt und wird dadurch fest. Damit verändert sich auch der Niederschlag, der aus den Wolken fällt, aus Regen wird Schnee, Graupel oder Hagel.
Aber auch die Besonderheiten des Wassers sind an die Temperatur gekoppelt: Es erreicht schon beim Messwert 4 Grad Celsius sein größte Dichte, flüssiges Wasser, das kälter ist, ist dennoch leichter und liegt über wärmerem Wasser, das 4 Grad Celsius aufweist. Wasser lässt sich in sehr feiner Tröpfchenform bis weit unter 0 Grad Celsius abkühlen, was für die Niederschlagsentstehung in Wolken von immenser Bedeutung ist, man spricht dabei von „unterkühltem Wasser“.
Der Wind ist ein bedeutendes atmosphärisches Phänomen, das eng mit der Temperatur verknüpft ist und einen maßgeblichen Einfluss auf das Klima und die Wetterbedingungen auf der Erde ausübt. Die Wechselwirkung zwischen Temperatur und Wind ist komplex und trägt zur Entstehung verschiedener Wetterphänomene bei. Beispielsweise kann warme Luft in den Tropen aufsteigen und kühleres Luftmassen nachziehen lassen, was die Entstehung von Passatwinden zur Folge hat. In höheren Breitenlagen wiederum können Temperaturunterschiede zwischen Land- und Meeresflächen zur Bildung von Meeresbrisen führen, die lokale Wetterbedingungen beeinflussen.
Welche Einheiten der Temperatur gibt es?
Bei der Messung der Temperatur haben sich im Laufe der Zeit drei Einheiten durchgesetzt, deren Namen alle drei für namhafte Physiker stehen:
- Celsius,
- Fahrenheit und
- Kelvin.
Sie beschäftigten sich im 18. und 19. Jahrhundert ausgiebig mit der Entwicklung von Temperaturskalen; weitere Namen wie Reaumur etc. sind mittlerweile außer Gebrauch.
Die beim Wetter übliche Einheit der Temperatur ist Celsius. Bei dieser Temperaturskala wird der Siede- und Gefrierpunkt des Wasser mit hundert bzw. Null Grad angegeben.
Mit der gleichen Gradeinteilung arbeitet die Kelvin-Skala, wobei ihr Nullpunkt jedoch dem absoluten Tiefstwert von minus 273,15 Grad Celsius entspricht. Auf dieser sogenannten absoluten Temperaturskala kann der Nullpunkt nicht unterschritten werden
Etwas komplizierter gestaltet sich die auch heute noch in angelsächsischen Ländern gebräuchliche Fahrenheit-Skala: Die Temperaturangabe 32 Grad Fahrenheit entspricht 0 Grad Celsius, der Messwert 100 Grad Celsius sind 212 Grad Fahrenheit. Damit steht der Einteilung in 100 Grade Celsius eine entsprechende von 180 Graden Fahrenheit gegenüber.
Tipp: Mit dem TFA-Umrechner können Sie einfach die Temperaturangaben der Temperaturskalen Celsius und Fahrenheit umrechnen.
Wie misst man die Temperatur?
Entscheidend bei der Wetterbeobachtung der Temperatur ist vor allem der Messpunkt:
Um internationale Vergleichbarkeit zu garantieren, soll die Temperatur immer an einem schattigen, luftumspülten Platz in 2 Meter Höhe bestimmt werden. Außerdem soll sich unter dem Messpunkt eine kurzgeschnittene Grasfläche befinden und in der Umgebung dürfen weder höhere Bebauung noch hoher Bewuchs durch Gehölze und Bäume für einen „Wärme- oder Kältekesseleffekt“ sorgen.
So wurde etwa die im Juli 2019 in Lingen im Emsland gemessene Höchsttemperatur für Deutschland von 42,6 Grad im Nachhinein für ungültig erklärt, weil in der Umgebung der Messstation unzulässig hoher Bewuchs entstanden war.
Bei der Anbringung eines Temperatursensors ist darauf zu achten, dass er während des ganzen Tagesverlaufs niemals direkter Sonnenbestrahlung ausgesetzt ist – auf diese Weise sind schon viele deutlich zu hohe Maximaltemperaturen registriert worden.
Außerdem dürfen sich in der näheren Umgebung des Messpunkts keine Mauern befinden, die sich tagsüber durch direkte Sonnenbestrahlung stark aufheizen. Sie geben die gespeicherte Wärme nachts als langwellige Strahlung wieder ab und verhindern so die Messung einer korrekten Tiefsttemperatur.
Auch Feuchtigkeit durch Regen oder auch Gartenbewässerung darf den Messfühler nicht treffen, denn das Verdunsten des Wassers entzieht der Umgebung Wärme und verfälscht so die abgelesenen Messwerte.
Temperatur am Erdboden
Neben der so zu ermittelnden Lufttemperatur in zwei Meter Höhe spielt oft noch eine weitere Temperatur eine wichtige Rolle im Alltag: Das Erdbodenminimum. Der allergrößte Teil der Lufttemperaturänderung geschieht nämlich über den Erdboden (Voraussetzung: Keine Luftmassenänderung durch Frontdurchgänge).
Tagsüber erwärmt sich der Boden durch die auftreffende Sonnenstrahlung und gibt diese Wärme dann an die Luft ab, in der Nacht läuft ein umgekehrter Prozess. So sinkt die Temperatur direkt über dem Erdboden deutlich schneller und stärker ab als in zwei Meter Höhe; ein Erdbodenminimumthermometer misst diesen Effekt in fünf Zentimeter über dem Grund.
Alle Gärtnerinnen und Gärtner fürchten ihn, denn die Differenz zwischen Luft- und Bodenminimum kann zwei bis drei Grad betragen. Obwohl der Wetterbericht für die Nacht Tiefstwerte der Lufttemperatur über Null Grad angekündigt hat, sind so schon oft viele empfindliche Pflanzen von Bodenfrost geschädigt worden.
Was ist die Temperatur?
Wie kann der Temperaturbegriff definiert werden? Mit dem Begriff Temperatur wird ein bestimmter thermischer Zustand eines Körpers oder Systems beschrieben. Die Temperatur ist ein objektives Maß dafür, wie warm oder kalt ein Gegenstand ist, z. B. Luft oder Wasser.
Die Temperatur ist eine physikalische Größe, die in verschiedenen Maßeinheiten angegeben wird: Kelvin, Grad Celsius, Grad Fahrenheit, Grad Rankine, Grad Delisle, Grad Newton, Grad Réaumur und Grad Rømer.
Wir beobachten die Temperatur für Wettertrends, zur Kontrolle der Raumtemperatur oder um die Körpertemperatur bei Fieber zu messen.
Bei der Zubereitung von Lebensmitteln beschäftigen wir uns mit Garraum- oder Kerntemperaturen. Werden Speisen oder Lebensmittel gelagert und transportiert ist für die Einhaltung der Kühlketten das Messen der Temperatur wichtig um die Hygienestandards einzuhalten.
Außerdem kann es bei anderen Produkten wie Wecker sinnvoll sein, eine Temperatur-Messung zu integrieren, um beispielweise die Raumtemperatur immer im Blick zu haben.
Privathaushalte, Unternehmen, Prüfstellen und Labore nutzen Thermometer um die Temperatur für die verschiedenen Einsatzzwecke zu messen.
