Feuchtemaß der Luft - Taupunkt

Der Taupunkt oder Taupunkttemperatur ist ein Maß zur Erfassung der Feuchtigkeit in der Luft. Der Taupunkt ist immer niedriger als die Lufttemperatur und wird in Grad angegeben. Sobald der Taupunkt und die Lufttemperatur genau gleich sind, beträgt die Luftfeuchtigkeit 100 Prozent und es bilden sich Wolken oder Nebel, bei Minusgraden auch Eiskristalle.

Der Taupunkt ist eine Kombination aus relativer Feuchte und Lufttemperatur. Steigt warme Luft auf, kühlt sie sich ab. Kalte Luft kann nicht so viel Feuchtigkeit aufnehmen. Die Menge an Wasserdampf, die in der Luft enthalten sein kann, ist daher begrenzt. Das heißt auch, irgendwann kann die Luft Wasserdampf nicht mehr aufnehmen. Kühlt sich die Luft auf den Taupunkt ab, dann kondensiert der überschüssige Wasserdampf zu kleinsten Wassertropfen. Die relative Feuchte liegt dann bei 100 Prozent und es bilden sich schließlich Wolken.

Die Menge des Wasserdampfes in der Luft kann man entweder direkt in Gramm Wasser pro Kubikmeter Luft (absolute Feuchte) oder als Relation der vorhandenen zur maximal möglichen Feuchte (relative Feuchte) bestimmen.

Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, wie viel Prozent des maximalen Wasserdampfgehaltes die Luft im Augenblick enthält. Bei 70 Prozent Luftfeuchte ist die Luft zu 70 Prozent mit Wasserdampf gesättigt. Da der maximale Wasserdampfgehalt mit steigender Temperatur zunimmt, fällt die relative Luftfeuchtigkeit mit steigender Temperatur (und umgekehrt). Bei einer Lufttemperatur von 30 Grad mit einer relativen Feuchte von 50 Prozent enthält die Luft viel mehr Wasserdampf als Luft bei 15 Grad mit einer relativen Feuchte von 50 Prozent.

Die relative Luftfeuchtigkeit ändert sich daher während des Tages. Etwa eine halbe Stunde nach Sonnenaufgang nimmt sie meistens kontinuierlich ab und nähert sich am frühen Nachmittag ihrem Minimum. Danach beginnt sie wieder anzusteigen bis zum Zeitpunkt der tiefsten Temperatur kurz nach Sonnenaufgang, wo sie ihr Maximum erreicht.

Die Taupunkttemperatur ist kein absoluter und gleichbleibender Wert. Sie ist definiert als die Temperatur, bei der der aktuelle Wasserdampfgehalt in der Luft dem Maximum entspricht. Sie hängt wiederum von variablen Größen, wie der Lufttemperatur und der relativen Feuchte, ab. Ein Beispiel: Beträgt die Lufttemperatur 20 Grad und die relative Luftfeuchtigkeit 60 Prozent, dann liegt der Taupunkt bei 12 Grad. Die Lufttemperatur müsste man demnach auf 12 Grad senken, damit der vorhandene Wasserdampf in der Luft auskondensiert. Dann entstünden Wolken oder Nebel. Je kühler die Luft, desto weniger Wasserdampf kann sie speichern.

Kurz zusammengefasst: Der Taupunkt ist diejenige Temperatur, auf die man die Luft herunterkühlen muss, damit die Feuchtigkeit kondensiert. Das heißt, die Luft ist vollkommen mit Wasserdampf gesättigt. Man spricht auch davon, die „Wasserdampfkapazität“ ist erreicht. Dann wechselt der gasförmige Wasserdampf in den flüssigen Zustand. Je mehr die Luft abkühlt, desto mehr kann sich die überschüssige Feuchtigkeit als Wolken oder Nebel niederschlagen.

Eine Vielzahl von Messgeräten dient zur Feuchtemessung, die teilweise auch den Taupunkt anzeigen. Ein Taupunktspiegelhygrometer funktioniert auf folgende Weise: Wenn sich das Metall im Inneren des Messgeräts soweit abkühlt, bis sich die Oberfläche mit Kondenswasser beschlägt, dann entspricht die Temperatur auf der Metalloberfläche der Taupunkttemperatur.

Das Taupunktmessgerät erfasst die Temperatur und Luftfeuchte über einen internen Sensor. Wird der Spiegel durch eine Leuchtdiode beleuchtet und das reflektierte Licht mittels einer Photodiode aufgefangen, so entsteht ein elektrischer Strom, der von dem Reflexionsvermögen des Spiegels abhängt. Den Taupunkt stellt man über die Messoptik fest:

Der Taupunkt versteht sich immer als Wertepaar aus Taupunkt-Temperatur und zugehörigem Druck, daher lässt sich der Taupunkt ohne Weiteres einfach in absolute Feuchte umrechnen.

Einen Überblick, wie die maximale Luftfeuchte von der Temperatur abhängt, zeigt die Taupunktkurve oder Sättigungskurve. Die Kurve stellt die maximale Feuchte bei verschiedenen Temperaturen dar, also wie viel Gramm Wasserdampf in einem Kubikmeter Luft sein kann, abhängig von der Temperatur.

Bei atmosphärischem Normaldruck von 1013,25 hPa kann ein Kubikmeter Luft bei 10 Grad maximal 9,41 Gramm Wasser aufnehmen. Bei 30 Grad sind es schon 30,38 Gramm Wasser.

Die Wassermenge, welche die Luft tatsächlich enthält, liegt jedoch meist unter diesem Grenzwert und wird nur in seltenen Fällen erreicht. In dem Diagramm ist außerdem zu erkennen, dass die maximale Luftfeuchte bei niedriger Temperatur gering ist und mit zunehmender Temperatur rasch ansteigt.

Steigt die Lufttemperatur, während sich der Wasserdampfgehalt nicht ändert, so bleibt die absolute Feuchtigkeit gleich. Die relative Feuchte nimmt hingegen ab. Erst, wenn die Temperatur sinkt oder wenn mehr Wasserdampf in ein Luftpaket hineingelangt, dann erhöht sich die relative Feuchte. So ist beispielsweise ein und dieselbe Luft bei 10 Grad völlig gesättigt, hat bei 20 Grad aber eine relative Feuchte von nur noch 52 Prozent und ist dann also vergleichsweise trocken. Diesen Zusammenhang zeigt die Tabelle zur relativen Luftfeuchte:

Die Taupunkttemperatur der Luft ist bestimmbar, sofern die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchte bekannt sind. Die Taupunkttabelle gibt an, bei welchen Taupunkttemperaturen Kondensfeuchte auftritt. Werden die in der Tabelle angegebenen Taupunkttemperaturen überschritten, kommt es zur Kondensation. Das heißt, der Wasserdampf geht dann in den flüssigen Zustand über.

Ein Beispiel: Bei 20 Grad Lufttemperatur und 60 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit liegt der Taupunkt bei 12 Grad.

In der Meteorologie hat sich der Taupunkt für die Vorhersage am meisten bewährt. Mit ihm können Nebel, Dunst, Wolkenbildungen, Fröste und Schneefall gut vorhergesagt werden.

Der Taupunkt beeinflusst in den Sommermonaten vieles. So gilt er als gutes Maß, wie man die Luft empfindet. Bei hohem Taupunkt und entsprechend hoher Luftfeuchte fühlt es sich unangenehm schwül an und es ist oft dunstig. Je mehr Feuchte in der Luft vorhanden ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich Gewitter bilden. Oft wird diese Schwüle auch als Gewitterluft bezeichnet.

Wie Schwüle empfunden wird, ist jedoch subjektiv. Dennoch kann man sich an Richtwerten und Eckdaten orientieren, wie diese Tabelle zeigt:

Wenn sich in der schwülen Luft erste Gewitter bilden, dann drückt der Taupunkt aus, wie viel Wasser den Schauern und Gewittern zur Verfügung steht. Denn je höher der Taupunkt, desto mehr Wasserdampf ist in der Luft enthalten.

Auch in Innenräumen spielt der Taupunkt eine Rolle: Sinkt die Raumtemperatur oder kommt noch mehr Feuchtigkeit in den Raum, so entsteht Kondenswasser in Form von Tau, Nebel und Wassertröpfchen. Auch beim Duschen oder Kochen oder wenn im Wohnraum die Wäsche zum Trocknen hängt, besteht die Gefahr von zu viel Feuchtigkeit in der Luft.

Schimmel entsteht, wenn sich sehr häufig Kondenswasser an wenig isolierten Fensterrahmen niederschlägt. Sorgt man nicht für genügend Luftaustausch, dann setzt sich die Feuchtigkeit in den Ritzen fest. Oft bildet sich Schimmel an kalten Wänden oder in Wandecken, von dem gesundheitliche Gefahren ausgehen können. Um Schimmel in den Räumen zu vermeiden, sollte die Temperatur der Wände nicht unter den Taupunkt sinken. Wenn nicht, ist regelmäßiges Lüften angesagt. Messgeräte können in den Innenräumen den Taupunkt anzeigen.