Gefühlte-Temperatur

Die “Gefühlte” Temperatur Berechnen

Die Lufttemperatur allein verrät nicht, wie sich das Wetter tatsächlich auf Ihrer Haut anfühlt — Wind entzieht der Haut in der Kälte schneller Wärme, und Luftfeuchtigkeit verlangsamt die Fähigkeit Ihres Körpers, sich in der Hitze abzukühlen. Dieser Rechner verwendet die beiden offiziellen Formeln des US-Wetterdienstes für die „gefühlte Temperatur“: Gefühlte Kälte für kalte, windige Bedingungen, und Hitzeindex für heiße, feuchte Bedingungen.

Beide Formeln sind nur im Temperaturbereich sinnvoll, für den sie entwickelt wurden — die gefühlte Kälte gilt bei 10 °C und darunter, der Hitzeindex bei 27 °C und darüber. Außerhalb dieser Bereiche haben Wind und Luftfeuchtigkeit einen vernachlässigbaren Effekt auf die gefühlte Temperatur, sodass der „gefühlt wie“-Wert einfach die tatsächliche Lufttemperatur ist.

Die Formel

• Gefühlte Kälte (NWS-2001-Formel): $35,74 + 0,6215\vA{T} - 35,75(\vB{V}^{0,16}) + 0,4275\vA{T}(\vB{V}^{0,16})$, wobei $\vA{T}$ die Lufttemperatur in °F ist und $\vB{V}$ die Windgeschwindigkeit in mph. Gilt nur ab 3 mph — darunter gibt es nicht genug bewegte Luft, um die gefühlte Temperatur spürbar zu beeinflussen.
• Hitzeindex (die Rothfusz-Regression): ein komplexeres Polynom aus Temperatur ($\vA{T}$) und relativer Luftfeuchtigkeit ($\vC{R}$), beide in °F/Prozent — die offizielle NWS-Näherung, die praktisch jeder Wetterdienst und jede App verwendet.

Beispielrechnung

Gefühlte Kälte: bei -5 °F mit 15 mph Wind ergibt die Formel eine gefühlte Kälte von etwa -25,8 °F — das heißt, unbedeckte Haut verliert etwa so schnell Wärme wie in stiller Luft bei -25,8 °F.

Hitzeindex: bei 90 °F mit 70 % relativer Luftfeuchtigkeit ergibt die Formel einen Hitzeindex von etwa 105,6 °F — ein weit zitiertes Beispiel aus der eigenen Hitzeindex-Tabelle des NWS.

Wichtige Einflussfaktoren

• Beide Werte beschreiben ein Risiko, nicht nur ein Wohlbefinden — extreme Werte sind mit echten Gesundheitswarnungen verbunden. Der US-Wetterdienst gibt bei bestimmten Windchill- und Hitzeindex-Schwellenwerten offizielle Warnungen heraus (Erfrierungsrisiko auf der kalten Seite, Hitzeerschöpfungs-/Hitzschlagrisiko auf der heißen Seite) — dies sind nicht nur „fühlt sich unangenehm an”-Zahlen, sie werden operativ für öffentliche Sicherheitswarnungen genutzt.
• Direkte Sonneneinstrahlung kann tatsächliche Bedingungen spürbar heißer erscheinen lassen, als der Hitzeindex allein nahelegt. Der Hitzeindex beschreibt schattige Bedingungen — volle Sonneneinstrahlung kann mehrere weitere Grade dazu beitragen, wie heiß sich Bedingungen tatsächlich anfühlen, weshalb manche Wetterdienste separat eine Sonneneinstrahlungs-Anpassung über den Basis-Hitzeindex hinaus vermerken.
• Der Windchill beschreibt nur die Auswirkungen der Lufttemperatur auf freiliegende Haut, nicht den gesamten Körperwärmeverlust. Nasse Kleidung, Körpergröße und körperliche Anstrengung beeinflussen alle, wie schnell der Körper einer Person bei kalten, windigen Bedingungen tatsächlich Wärme verliert, über das hinaus, was die Windchill-Formel allein erfasst.
• Diese Formeln sind empirisch abgeleitete Näherungen, keine exakten physikalischen Gesetze. Sowohl die Windchill- als auch die Hitzeindex-Formel des US-Wetterdienstes wurden erstellt, indem Gleichungen an experimentelle und beobachtete Daten innerhalb ihrer jeweiligen gültigen Bereiche angepasst wurden — sie sind der offizielle, von Wetterdiensten genutzte Standard, aber wie jedes Modell eine Näherung einer wirklich komplexen physiologischen Reaktion.

Häufige Fehler

• Windchill oder Hitzeindex außerhalb ihres gültigen Temperaturbereichs verwenden. Wie oben behandelt, gilt Windchill nur bei 50 °F und darunter, und der Hitzeindex gilt nur bei 80 °F und darüber — eine milde, dazwischenliegende Temperatur in eine der beiden Formeln einzugeben, erzeugt eine Zahl ohne echte Bedeutung, da keine der Formeln für diesen Bereich kalibriert wurde.
• Windchill unter 3 mph Wind anwenden. Die Windchill-Formel setzt mindestens leicht bewegte Luft voraus — unter etwa 3 mph gibt es nicht genug Luftstrom, um spürbar schneller Wärme zu entziehen als stille Luft, sodass ein bei nahezu null Windgeschwindigkeit berechneter „Windchill” keinen echten physikalischen Effekt widerspiegelt.
• Den Hitzeindex als genau für volle Sonneneinstrahlung behandeln. Wie oben erwähnt, wird der Hitzeindex für schattige Bedingungen berechnet — direkte Sonneneinstrahlung kann mehrere weitere Grade zu dem hinzufügen, wie heiß es sich tatsächlich anfühlt, sodass ein Hitzeindex-Wert das reale Hitzerisiko für jeden unterschätzt, der im Freien in direkter Sonne arbeitet oder trainiert.
• Windchill-/Hitzeindex-Warnungen nur als Komfortzahl abtun. Wie oben behandelt, gibt der US-Wetterdienst bei bestimmten Schwellenwerten an beiden Enden dieser Skala echte Sicherheitswarnungen heraus — einen extremen Wert lediglich als „unangenehm” statt als echtes Erfrierungs- oder Hitzekrankheitsrisiko zu behandeln, verfehlt den Sinn, warum diese Formeln existieren.

Wissenswertes

• Beide Formeln wurden an experimentelle und beobachtete Daten angepasst, statt aus reiner Physik abgeleitet zu werden, sodass ein Ergebnis, das ein oder zwei Grad von einem anderen Quellenrechner abweicht, normal ist — Unterschiede stammen meist aus kleinen Implementierungsabweichungen, nicht aus einer falschen Formel.
• Da Windchill und Hitzeindex an entgegengesetzten Enden der Temperaturskala gelten, fällt ein gegebener Satz von Bedingungen immer nur in den gültigen Bereich der einen oder der anderen Formel — es gibt keine dazwischenliegende „gefühlte Temperatur”-Berechnung für einen gemäßigten, ruhigen Tag, da Wind und Luftfeuchtigkeit die Wahrnehmung dort ohnehin kaum beeinflussen.
• Dieser Rechner passt natürlich zum Taupunkt-Rechner (ein direkteres Maß dafür, wie viel Feuchtigkeit in der Luft ist) und zum BTU-Rechner (zur Dimensionierung von Heiz- oder Kühlgeräten anhand echter, nicht nur nomineller Temperaturextreme).