Die Grenzen des Schwitzens: Wenn es uns Menschen einfach zu heiß wird!

Der menschliche Körper ist ein Wunderwerk der Natur. Das merkt man unter anderem sehr schnell an heißen Tagen. Der Körper kann seine Kerntemperatur über die Haut regulieren, in dem er Wärme über diese abführt. Dieser Effekt kann durch Abgabe von Schweiß verstärkt werden. Hierbei macht sich der Körper die Temperaturabsenkung durch Verdunstungsprozesse nutzbar. Sobald Wasser verdunstet und in die Gasphase übergeht, wird dafür Energie benötigt. Diese Energie wird aus der Umgebung entnommen. Die Folge: die Temperatur der Haut sinkt. Dadurch kann die Wärme, die aus dem Körper abgeführt wird, besser reguliert werden.

Die Absenkung der Temperatur ist allerdings abhängig von der Menge an Wasserdampf in der Umgebungsluft. Ist bereits viel Wasser in der Luft enthalten und nahe der Sättigung der Luft, so kann nicht mehr viel Wasser in die Gasphase übergehen. Wenn weniger Wasser verdunsten kann, wird dafür auch weniger Energie gebraucht. Der Kühleffekt ist also geringer.

Daraus ergibt sich also sofort eine Konsequenz für das Kühlsystem unseres Körpers. Bei einer sehr hohen Luftfeuchtigkeit ist das Schwitzen weniger effektiv. Man merkt diesen Effekt sehr schnell, wenn es besonders schwül ist. Gefühlt ist es gleich viel wärmer. Umgekehrt gilt dies allerdings auch. Je trockener die Luft ist, desto effektiver die Kühlung durch Schwitzen. Höhere Temperaturen sind erträglicher. Die Temperatur, die durch Verdunstungskühlung erreicht wird, heißt Feuchtkugeltemperatur.

Ein guter Indikator für eine hohe Luftfeuchtigkeit ist der sogenannte Taupunkt. Je näher dieser an der aktuellen Lufttemperatur ist, desto höher ist auch die Luftfeuchtigkeit. Dieser sollte allerdings nicht mit der Feuchtkugeltemperatur verwechselt werden, auch wenn sie bei 100% Luftfeuchtigkeit identisch sind. Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die Luft gekühlt werden muss, damit Kondensation einsetzt. Die Feuchtkugeltemperatur hingegen ist die niedrigste Temperatur die sich aufgrund von direkter Verdunstungskühlung erreichen lässt.

Wie kann man die Feuchtkugeltemperatur messen?

Die Feuchtkugeltemperatur kann man sogar sehr einfach selbst bestimmen. Dafür baucht man prinzipiell zwei Thermometer, die gleichzeitig messen. Mit einem Thermometer misst man die aktuelle Lufttemperatur. Um den Messbereich des zweiten Thermometers wickelt man ein befeuchtetes Tuch. Dabei muss man beachten, dass das Thermometer gut belüftet wird. Wenn man kein technisches Gerät, z.B. einen Ventilator, zur Verfügung hat, kann man das auch selbst machen, indem man das Thermometer mit Hilfe seines Arms schleudert. Aber bitte darauf aufpassen, dass es nicht weg fliegt!

Nach einer gewissen Zeit (ein paar Minuten müssen es schon sein) wird man feststellen, dass sich die Temperatur an einem Thermometer abgesenkt hat (ausgenommen 100% Luftfeuchtigkeit). Diese Temperatur ist nun die Feuchtkugeltemperatur. Für einfache Demonstrationszwecke kann man das ganze Experiment auch mit nur einem Thermometer durchführen und misst zuerst die Lufttemperatur und dann die Feuchtkugeltemperatur.

Unser Körper hat Grenzen

Bei einer Studie aus dem Jahr 2010 wurde herausgefunden, dass obiger Effekt seine Grenzen hat. Und zwar muss die Hauttemperatur bei einer Temperatur von ungefähr 35°C oder darunter gehalten werden, sonst steigt die Kerntemperatur des Körpers in schädliche Bereiche. Allerdings ist dies ein theoretischer Wert. In einer neueren Studie wird argumentiert, dass dieser Grenzwert deutlich niedriger liegen könnte, bei ungefähr 31°C. Diese Werte, ob 35°C oder 31°C, gelten allerdings für gesunde Menschen. Bei älteren und kranken Menschen können bereits unterhalb dieser Grenzwerte schwerwiegende Probleme auftreten.

Wann und wo kommt man in diesen schädlichen Bereich? Logischerweise kommt man bei 35°C Lufttemperatur und 100% Luftfeuchtigkeit an diese Grenztemperatur. Bei 40°C und einer Luftfeuchtigkeit von 70% ebenfalls. Bedingungen, die bei uns vermutlich nicht so schnell erreicht werden. Anderswo auf der Welt sieht dies allerdings anders aus.

Zwar ging man aufgrund von Klimaprojektionen bisher davon aus, dass die tödliche Grenze von 35°C am ehesten in der Region des arabischen Golfs gegen Ende des Jahrhunderts auftreten dürfte. Allerdings fand eine Studie basierend auf Messwerten heraus, dass diese Grenze durchaus schon überschritten wurde, wenn auch nur für wenige Stunden. Öfter wurden die Grenzen von 33°C und 31°C überschritten. Auch hier bisher nur für wenige Stunden.

Betroffen waren am ehesten die Küstenregionen in Nordamerika, Südasien und dem mittleren Osten. Ohne technische Hilfsmittel ist ein Überleben auf Dauer nicht mehr gewährleistet. Dies unterstreicht den besonderen Schutz der dort lebenden Menschen und dieser Schutz wird in Zukunft immer nötiger werden. Auch in anderen Regionen der Welt.