Eine wichtige physikalische Größe - Temperatur

Die Temperatur gibt an, wie heiß oder wie kalt etwas ist. Sie wird bei uns meist in der Maßeinheit Grad Celsius angegeben. Man schreibt das kurz °C.

Das, was wir als Wärme empfinden, wird nicht durch die Temperatur, sondern durch den Wärmestrom ausgelöst. Die gefühlte Temperatur unterscheidet sich jedoch erheblich von der gemessenen Temperatur.

Die (absolute) Temperatur beschreibt die mittlere kinetische Energie pro Teilchen und "Bewegungstyp". Sie ist also ein Maß für die Heftigkeit der Bewegung in einem System. Fast alle physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen sind zumindest schwach temperaturabhängig, beispielsweise der elektrische Widerstand oder die Dichte. Das macht man sich für Temperaturmessungen zunutze.

Die Werte der Temperatur werden meistens in der Maßeinheit "Grad" angegeben, wobei verschiedene Temperaturskalen üblich sind, wie Celsius oder Kelvin.

Als Ausgangswerte für deren Einteilung und den Nullpunkt wird die Übergangstemperatur chemisch reiner Stoffe verwendet, also wenn der Stoff von einem Aggregatzustand in einen anderen wechselt. Meist ist dies der Siedepunkt des Wassers (100 Grad) oder der Schmelzpunkt von Eis (0 Grad) bei Normaldruck.

Die einfachste Methode, die Temperatur zu messen, funktioniert mit einem Thermometer. Dabei hat man ein kleines Glasrohr, das mit einer geringen Menge einer Flüssigkeit gefüllt ist, oftmals Quecksilber. Wenn die Temperatur steigt, dann dehnt sich die Flüssigkeit aus. Umgekehrt zieht sich die Flüssigkeit zusammen, wenn die Temperatur sinkt. Auf einer Skala kann man daraufhin ablesen, welche Temperatur vorliegt.

Je nach Ort steht die Sonne bei uns im Sommerhalbjahr zwischen 13:00 und 13:45 Uhr am höchsten. Dies ist jedoch nicht der Zeitraum der höchsten Temperaturen am Tag. Ihre Spitzenwerte folgen erst am Nachmittag.

Während der Mittagszeit strahlt die Sonne mit der höchsten Intensität. Wehrendessen werden die Luft und die Erdoberfläche immer mehr aufgeheizt. Dabei erwärmt sich die Luft immer vom Boden aus.

Der Boden wiederum gibt die gespeicherte Wärme etwas verzögert an die Luft ab und erhitzt sie zusätzlich. Damit erreicht die Temperatur erst einige Stunden nach dem Zenitstand der Sonne ihren Höhepunkt.

Durch das Aufheizen des Bodens entsteht auch der sogenannte Wärmeinseleffekt. Steine, Beton und Asphalt speichern Hitze mehr als die Pflanzen in der Natur, weshalb die Lufttemperatur in Städten bei intensivem Sonnenschein immer höher liegt als in ländlicher Umgebung.

Noch etwas anders gestaltet es sich mit den Tiefsttemperaturen. Die tiefste Temperatur des Tages wird immer erst nach Sonnenaufgang erreicht. Die tagsüber gespeicherte Wärme wird im Laufe der Nacht vom Boden wieder abgegeben. Die Luft kühlt dabei so lange ab, bis die Sonne ausreichend Kraft hat, ihn wieder zu erwärmen. Dazu reichen die ersten Sonnenstrahlen noch nicht aus.

Zwischen dem heißesten und kältesten Ort der Erde liegen mehr als 100 Grad. Menschliches Leben ist bei den Extremtemperaturen praktisch nicht mehr möglich.

Minus 89,2 Grad ist der Kälterekord auf der Erde. Gemessen wurde dieser extreme Wert auf der Südhalbkugel, und zwar im Juli 1983 nahe der Wostok-Forschungsstation in der Antarktis. Dieser gilt als ein absoluter Kältepol. Noch niedrigere Temperaturen sind auf der Erde kaum möglich, da die Atmosphäre durch den natürlichen Treibhauseffekt von der Sonne erwärmt wird. Gleichzeitig heizt der heiße Erdkern wie eine riesige Herdplatte die Erde. Dennoch herrscht an manchen Orten in der Antarktis selbst im Sommer Dauerfrost.

Die höchste Temperatur, die beispielsweise jemals an der Amundsen-Scott-Forschungsstation nahe des Südpols gemessen wurde, betrug erfrischende minus 12,3 Grad. Die Jahresmitteltemperatur liegt bei frostigen minus 49,4 Grad.

Der Ort Oimjakon in Sibirien ist der kälteste bewohnte Ort der Erde. Der Rekord liegt dort bei knapp minus 70 Grad. Reinhardt Wurzel hat an diesem Ort gelebt und berichtet im Video vom "Sibirischem Sternflüstern", Milcheis und dem mühsamen Einkleiden.

Wüsten stellen wahre Rekorde auf. Den weltweit anerkannten Allzeit-Hitzerekord stellt eine Station im Tal des Todes (Death Valley) in Kalifornien am 10. Juli 1913 mit 56,7 Grad auf.

Hitze gibt es übrigens dort fast das ganze Jahr lang. Das Death Valley hält noch weitere Rekorde. WetterReporter Marco Kaschuba hat sich die karge, aber dennoch vielseitige und außergewöhnliche Landschaft im Tal des Todes näher angeschaut:

Unter der sengenden Sonne gibt es zwischen den nur spärlich verteilten Wetterstationen sicherlich noch höhere Temperaturen, die jedoch nur schwer zu erfassen sind. Dann kommen Satellitenmessungen ins Spiel. So wurden zwischen 2003 und 2009 in der iranischen Wüste Lut 70,7 Grad registriert.

Allerdings kann man solche Werte nicht eins zu eins übernehmen, denn die Messinstrumente registrieren auch die vom Boden reflektierte Wärmestrahlung. Die bisherigen Rekorde beziehen sich jedoch auf die Temperatur in 2 Meter Höhe. Der Unterschied zwischen Boden und Luft kann durchaus zehn bis zwanzig Grad betragen. Dies weiß jeder, der einmal barfuß über den heißen Strand gelaufen ist.