Thema des Tages
Radfahrerwetter, Teil 2 Vorgestern konnten Sie beim "Radfahrerwetter, Teil 1" darüber lesen, dass Radfahren bei kalten Temperaturen anstrengender ist als bei warmen. Heute soll der Einfluss des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes beleuchtet werden. Um es vorwegzunehmen: Je mehr Wasserdampf bei konstantem Druck und konstanter Temperatur in der Luft vorhanden ist, desto geringer ist die Dichte der Luft und somit auch der Luftwiderstand. Begründen lässt sich dies über die Zustandsgleichung für ideale Gase, die wir bereits im Teil 1 kennengelernt haben: rho = p/(T·R) Dort wurde auch erwähnt, dass die Gaskonstante R eigentlich gar keine "richtige" Konstante ist, da sie Eigenschaften des betrachteten Gases - explizit von der molaren Masse M - abhängt. Die molaren Massen von trockener und feuchter Luft sind voneinander verschieden. Weil Wassermoleküle leichter sind als die mittlere molare Masse trockener Luft, sinkt die molare Masse des Gemisches aus trockener Luft und Wasserdampf (feuchte Luft) mit steigendem Wasserdampfanteil. R wird dabei größer, je mehr Wasserdampf in der Luft enthalten ist. Und da es in obiger Gleichung im Nenner steht, wird somit die Dichte bei konstantem Druck p und konstanter Temperatur T kleiner. Diejenige Masse an Wasserdampf, die sich in einer bestimmten Menge feuchter Luft befindet, wird spezifische Luftfeuchte q genannt. Über das Verhältnis der molaren Massen von feuchter und trockener Luft (=0,622) erhält man eine Modifikation der obigen Zustandsgleichung, wobei Rd die Gaskonstante trockener Luft (287 J /(kg · K)) ist: rho = p/(Rd · (1 + 0,622q) T) In der Nähe der Erdoberfläche variiert q in der Praxis meist zwischen 0 (trockene Luft) und etwa 0,01. Besitzt die spezifische Feuchte eben diesen Wert von 0,01 (Druck 1013 hPa, Temperatur 25 °C, relative Feuchte ca. 51 %), sind die Dichte der Luft und somit auch der Windwiderstand etwa 0,6 % geringer. Fährt man mit 20 bis 30 km/h, so entspricht dies einer Geschwindigkeitssteigerung zwischen 0,1 und 0,2 km/h. Davon wird man also wohl kaum etwas merken - höchstens auf dem Fahrradcomputer. Zudem hängt unser persönliches Empfinden feuchter Luft mit der relativen und nicht mit der absoluten Feuchtigkeit zusammen, von der letztendlich der Luftwiderstand abhängt. So kann die relative Luftfeuchtigkeit durchaus 100 % betragen und sich die Luft richtig feucht anfühlen, aber bei kalten Temperaturen ist trotzdem absolut gesehen wenig Feuchtigkeit in der Luft enthalten. Das merkt man beispielsweise im Winter, wenn kalte Luft in Innenräume hereinkommt und sich dort erwärmt. Dann ändert sich an der absoluten Feuchtigkeit nichts (es sei denn, man befeuchtet die Luft künstlich), aber die anfangs hohe relative Feuchtigkeit sinkt und wir empfinden die Innenluft als trocken. Umgekehrt kann man auch schließen, dass Luft mit steigender Temperatur wesentlich mehr Wasserdampf beinhalten und somit eine höhere absolute Feuchtigkeit aufweisen kann. Wasserdampf in der Luft verstärkt den Effekt der Temperatur auf die "Radfahr-Geschwindigkeit" somit zusätzlich. Warme Luft an sich senkt schon den Widerstand, und da sie mehr Wasserdampf enthalten kann, wird dieser Widerstand noch weiter begünstigt. Umgekehrt kann man festhalten: Das Radfahren geht umso schwerer, je kälter und trockener die Luft ist. M.Sc. Met. Stefan Bach Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 21.04.2015 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst
Quelle: DWD
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