Hitzeindex

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Der Hitzeindex (HI) ist eine in Einheiten der Temperatur angegebene Größe zur Beschreibung der gefühlten Temperatur auf Basis der gemessenen Lufttemperatur sowie vor allem der relativen Luftfeuchtigkeit. Sie geht auf die Arbeiten des US-Amerikaners Robert G. Steadman aus dem Jahre 1979 zurückgeht.[1] Ähnlich, jedoch einfacher berechnet, wird der in Kanada entwickelte und häufiger anzutreffende Humidex.

Eine hohe Luftfeuchte wirkt, vor allem bei hoher Temperatur, also bei Schwüle, belastend auf den Organismus der Menschen und aller Säugetiere. Sie behindert die Thermoregulation des Körpers durch Schweißabsonderung der Haut behindert und beeinträchtigt so deren subjektives Wohlbefinden und erhöht objektiv die Gefahr eines Hitzeschadens. Infolgedessen ist für Menschen ein Wüstenaufenthalt meist leichter zu verkraften, als ein Tropischer Regenwald mit geringerer Temperatur, aber wesentlich höherer Luftfeuchte.

Hitzeindex und Humidex sollen als Maß diese relative Belastung zum Ausdruck bringen. Sie erlangen ihre Bedeutung bei Lufttemperaturen oberhalb von etwa 20 bis 25 Grad Celsius. Für Lufttemperaturen unterhalb von etwa 10 Grad Celsius ist statt der Luftfeuchte die Windgeschwindigkeit wichtiger für die gefühlte Temperatur, was im Maß des Windchill zum Ausdruck gebracht wird.

Der höchste bisher aufgezeichnete Hitzeindex wurde am 8. Juli 2003 in Zahran, Saudi-Arabien, ermittelt und betrug 78 Grad Celsius, was die ursprüngliche Annahme widerlegte, dass der höchstmögliche Hitzeindex auf der Erde 71 Grad Celsius sei.

Berechnung[Bearbeiten]

Die untere Formel für den Hitzeindex in Grad Celsius bzw. Grad Fahrenheit hat eine Genauigkeit von ±0,7 °C bzw. ±1,3 °F. Sie ist bei Temperaturen von mindestens 26,7 °C bzw. 80 °F und einer relativen Luftfeuchtigkeit von mindestens 40 % anwendbar. Als Variablen sind für T die Temperatur in °C bzw. °F und für φ die relative Luftfeuchtigkeit in % einzusetzen.

\mathrm{HI} = c_1 + c_2 T + c_3 \varphi + c_4 T \varphi + c_5 T^2 + c_6 \varphi^2 + c_7 T^2\varphi + c_8 T \varphi^2 + c_9 T^2 \varphi^2\,\!
Parameterbeschreibung
Parameter in °C in °F
c1 −8,784695 −42,379
c2 1,61139411 2,04901523
c3 2,338549 10,1433127
c4 −0,14611605 −0,22475541
c5 −1,2308094 · 10−2 −6,83783 · 10−3
c6 −1,6424828 · 10−2 −5,481717 · 10−2
c7 2,211732 · 10−3 1,22874 · 10−3
c8 7,2546 · 10−4 8,5282 · 10−4
c9 −3,582 · 10−6 −1,99 · 10−6

Eigenschaften[Bearbeiten]

Bei hohen Temperaturen ist die zur Erhöhung des Hitzeindex notwendige Steigerung der relativen Luftfeuchte geringer als bei niedrigen Temperaturen. So zeigt sich bei rund 27 °C ein gleichwertiger Hitzeindex, wenn die Luftfeuchtigkeit unter 45 % liegt. Bei 43 °C reicht jedoch schon eine Luftfeuchte von über 17 % aus, um den Hitzeindex über diese Temperatur steigen zu lassen. Bei Temperaturen unter 20 °C zeigt sich kein Einfluss der Luftfeuchte auf den Hitzeindex mehr. Ab Temperaturen nahe bzw. kleiner 0 °C wird meist der Windchill verwendet, um den Hitzeindex hier zu ersetzen.

Mit steigender Luftfeuchte entwickelt sich Niederschlag und eine zunehmende Bewölkung, wodurch sich die direkte Sonneneinstrahlung reduziert und die Temperatur sinkt. Mit der Temperatur sinkt zugleich die Sättigungsmenge des Wasserdampfes, so dass sich die relativen Luftfeuchte erhöht (und umgekehrt). Luftfeuchte und Temperatur sind somit über eine negative Rückkopplung miteinander verknüpft, weshalb man anfangs grob veranschlagte, dass eine Temperatur von 50 °C zusammen mit einer Luftfeuchte von 90 % in der Atmosphäre nicht realisierbar ist und der weltweit höchstmögliche Hitzeindex rund 70 °C betrage. Diese Annahme wurde später in der Realität widerlegt. (Siehe #Geschichte.)

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Hitzeindex Hinweise
(27…32) °C Vorsicht – Bei längeren Zeiträumen und körperlicher Aktivität kann es zu Erschöpfungserscheinungen kommen.
(32…41) °C Erhöhte Vorsicht – Es besteht die Möglichkeit von Hitzeschäden wie Sonnenstich, Hitzekrampf und Hitzekollaps.
(41…54) °C Gefahr – Sonnenstich, Hitzekrampf und Hitzekollaps sind wahrscheinlich; Hitzschlag ist möglich.
über 54 °C Erhöhte Gefahr – Hitzschlag und Sonnenstich sind wahrscheinlich.

Bei vollem Sonnenschein kann der eigentliche Hitzeindex um bis zu 8 °C über dem berechneten Wert liegen.

Literatur[Bearbeiten]

  • Rothfusz, L. P. (1990): The heat index equation. NWS Southern Region Technical Attachment, SR/SSD 90-23, Fort Worth, Texas.
  • Masterson, J. und Richardson, F. A. (1979): Humidex, A Method of Quantifying Human Discomfort Due to Excessive Heat and Humidity. Downsview, Ontario: Environment Canada.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. The Assessment of Sultriness. Part I: A Temperature-Humidity Index Based on Human Physiology and Clothing Science, R. G. Steadman, Journal of Applied Meteorology, July 1979, Vol 18 No7, pp861-873 doi:10.1175/1520-0450(1979)018<0861:TAOSPI>2.0.CO;2