Wie messen Meteorologen die Luftfeuchtigkeit?
- Grundlagen der Luftfeuchtigkeit
- Psychrometer – Das klassische Messverfahren
- Elektronische Feuchtesensoren
- Spezielle Verfahren und Instrumente
- Zusammenfassung
Grundlagen der Luftfeuchtigkeit
Die Luftfeuchtigkeit beschreibt die Menge an Wasserdampf, die in der Luft enthalten ist. Dieser Wert ist für Meteorologen wichtig, weil er das Wettergeschehen, die Wolkenbildung, und das menschliche Wohlbefinden beeinflusst. Luftfeuchtigkeit wird entweder als absolute Feuchtigkeit, relative Feuchtigkeit oder Taupunkt angegeben. Die relative Luftfeuchtigkeit ist dabei der am häufigsten verwendete Wert und gibt an, wie viel Prozent der maximal möglichen Wasserdampfmenge in der Luft tatsächlich vorhanden sind.
Psychrometer – Das klassische Messverfahren
Eine der ältesten und noch immer verbreiteten Methoden zur Messung der Luftfeuchtigkeit ist das Psychrometer. Es besteht aus zwei identischen Thermometern: einem sogenannten Trocken- und einem Feuchtthermometer. Das Feuchtthermometer wird mit einem feuchten Stoff, meist ein Tuch, umhüllt und kühlt durch die Verdunstung des Wassers ab. Die Differenz zwischen der Temperatur des trockenen und feuchten Thermometers ermöglicht die Berechnung der relativen Luftfeuchtigkeit über spezielle Tabellen oder Formeln. Dieses Prinzip beruht darauf, dass bei höherer Luftfeuchtigkeit weniger Wasser verdunstet, und somit die Temperaturdifferenz geringer ist.
Elektronische Feuchtesensoren
Heutzutage verwenden Meteorologen vermehrt elektronische Sensoren zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit. Diese Sensoren arbeiten meist auf der Basis von Kapazitätsänderungen oder Widerstandsänderungen in feuchtigkeitsempfindlichen Materialien. Ein kapazitiver Feuchtesensor besteht aus einem Dielektrikum, dessen elektrische Kapazität sich mit dem Feuchtegehalt ändert. Diese Veränderungen werden elektronisch gemessen und in Werte der relativen Luftfeuchtigkeit umgerechnet. Solche Sensoren bieten schnelle, genaue und kontinuierliche Messungen und sind deshalb besonders für automatische Wetterstationen geeignet.
Spezielle Verfahren und Instrumente
Neben den bereits beschriebenen Methoden nutzen Meteorologen auch andere Verfahren wie die Infrarot-Absorptionsmessung oder Haarhygrometer. Das Haarhygrometer basiert auf der Eigenschaft von menschlichen oder tierischen Haaren, sich bei Feuchtigkeitsänderungen zu dehnen oder zu schrumpfen. Diese Veränderung wird mechanisch verstärkt und abgelesen. Die Infrarot-Methoden hingegen messen die Absorption bestimmter Wellenlängen, die von Wassermolekülen im Luftvolumen ausgehen. Diese Methoden sind oft sehr präzise und werden in speziellen meteorologischen Geräten verwendet.
Zusammenfassung
Die Messung der Luftfeuchtigkeit ist für Meteorologen essenziell und erfolgt durch verschiedene Methoden, von klassischen thermometrischen Verfahren bis hin zu modernen elektronischen Sensoren. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile, wobei die Wahl des Instruments stark von der jeweiligen Anwendung und den geforderten Genauigkeiten abhängt.