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Taupunkt

Was ist der Taupunkt und wie wird er berechnet?

Der Taupunkt wird auch als Taupunkttemperatur bezeichnet und bezieht sich auf ein Phänomen, das jeden Morgen mit Beginn des Tageslichts beobachtet werden kann. Der Einfachheit halber kann man sagen, dass es sich dabei um die Temperatur handelt, die als Grenze für die Wasserkondensation fungiert, d. h. um ein Temperaturniveau, unterhalb dessen sich Wasser auf Oberflächen niederschlägt. Im Folgenden werden wir diesen Begriff, der sowohl in der Natur als auch in der Kältetechnik eine wichtige Rolle spielt, näher erläutern.

Was ist der Taupunkt?

Der Taupunkt kann definiert werden als ein Punkt der relativen Luftfeuchtigkeit (d. h. ein Punkt, der die Menge an Wasserdampf in der Luft oder in einem beliebigen Gas misst), bei dem die Umwandlung von einem Gas in eine Flüssigkeit bei sinkender Temperatur erfolgt. Dieser Prozess erfolgt auf natürliche Weise durch Kondensation und kann als Wetterphänomen eingestuft werden. Der Taupunkt ist also die Temperatur, bei der sich Wasserdampf in seinem gasförmigen Zustand durch Kondensation in eine Flüssigkeit umwandelt, wenn er unter dieses Temperaturniveau fällt. Dieser Abkühlungs- und Kondensationsprozess findet an Oberflächen aufgrund der Sättigung der Luft statt. Tatsächlich entsteht Tau, wenn die Luft mit Wassermolekülen gesättigt ist und diese Moleküle kondensieren und sich auf Oberflächen niederschlagen.

Was ist der normale Taupunkt?

Beim Taupunkt handelt es sich um die normale Temperatur, bei der er auftritt. Die Höhe hängt von mehreren Faktoren ab: von der Umgebungstemperatur (bis zu -80 °C) bis hin zu den Bedingungen z. B. in einer Kühlanlage. Es lässt sich jedoch sagen, dass der optimale Taupunkt für den Menschen bei 10 °C liegt. Dies entspricht der Lufttemperatur bei einer konstanten Temperatur von 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 %.

Zur Messung des Taupunkts müssen die Variablen berücksichtigt werden, die den Taupunkt beeinflussen. Zum einen ist dies der atmosphärische Druck und zum anderen die relative Luftfeuchtigkeit. Diese Informationen können mit einem Hygrometer, das die relative Luftfeuchtigkeit misst, und mit einem Thermometer ermittelt werden. Mit der Temperatur in Grad und der vorhandenen relativen Luftfeuchtigkeit lässt sich die Taupunkttemperatur eines Ortes bestimmen. Dies geschieht in der Regel mit Hilfe von Tabellen, wobei jedoch auch ein Kondensationsrechner verwendet werden kann.

Genau diese Messung führt eine Wetterstation jeden Tag durch und kann anhand der relativen Luftfeuchtigkeit auch das Regenrisiko während des Tages oder die vorhandene relative Temperatur bestimmen.

Wie beeinflusst der Taupunkt die Temperatur?

Der Taupunkt hat einen direkten Einfluss auf die Temperatur und vor allem darauf, wie die Menschen das Wetter empfinden. Man kann zum Beispiel von “feuchtem Wetter” oder einer stickigen Atmosphäre sprechen, wenn man von Feuchtigkeit und Hitze überwältigt wird. Dieses Gefühl tritt normalerweise in Umgebungen mit einem Taupunkt von über 20 °C auf. Wie bereits erwähnt, liegen die idealen Werte bei etwa 10 °C. Oberhalb dieser Temperatur ist es für den menschlichen Körper schwierig, eine angemessene Kühlung aufrechtzuerhalten. Bei der Betrachtung der Temperatur sollte daher immer die relative Luftfeuchtigkeit berücksichtigt werden. Bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit geht Körperwärme durch Verdunstung von Schweiß verloren. Bei einer hohen relativen Luftfeuchtigkeit kann der Schweiß seine Aufgabe nicht erfüllen, da er nicht leicht verdunsten und der Körper sich nicht abkühlen kann.

Welchen Einfluss hat der Druck auf den Taupunkt?

Der Taupunkt kann jedoch auch als Funktion des Sättigungsdampfdrucks der Umgebung definiert werden. Das bedeutet, dass er mit dem Druck zusammenhängt (der die Temperatur verändert), und je höher der Umgebungsdruck desto niedriger ist die Taupunkttemperatur. Dies liegt daran, dass die Moleküle näher beieinander liegen und es daher leichter zur Kondensation kommt.

Im Zusammenhang mit Druckluft müssen also zwei verschiedene Konzepte berücksichtigt werden: der Drucktaupunkt und der atmosphärische Taupunkt. Der atmosphärische Taupunkt ist gewissermaßen der natürliche Taupunkt. Der Drucktaupunkt ist vielmehr die Temperatur, bei der Wasserdampf bei Drücken oberhalb des atmosphärischen Drucks kondensiert.

Dieser Aspekt ist von wesentlicher Bedeutung in Anlagen, in denen Kältetrockner installiert sind, um Wasserdampf zu entfernen und zu verhindern, dass er in Druckluftsystemen Probleme verursacht.

Beispiele für den Taupunkt

Nachfolgend sind einige in der Natur vorkommende Beispiele aufgeführt. Diese Effekte treten im Allgemeinen in Form von “Nebel” auf, der in drei Arten unterschieden werden kann:

  • Bodennebel:

Dieser Nebel bedeckt weniger als 60 % der Himmelsoberfläche und reicht nicht bis zur Wolkenbasis. Es handelt sich um einen leichten Nebel, der nur die Bodenoberfläche und einen kleinen Teil des Himmels betrifft, daher der Name.

  • Strahlungsnebel:

Er tritt kurz nach Sonnenuntergang auf, wenn der Boden durch den Wärmeverlust abkühlt und eine wolkenlose Nacht herrscht. Wolken würden die Wärmeabgabe in die Atmosphäre verhindern, sodass der Effekt nicht so ausgeprägt ist, wenn sie vorhanden sind. Die Abkühlung des Bodens führt zur Kondensation in der Umgebungsluft. Dieses Phänomen ist im Allgemeinen im Herbst stärker ausgeprägt.

  • Advektionsnebel:

Er entsteht, wenn eine warme, feuchte Luftmasse über einen kalten Boden gleitet. Dabei kühlt sich die Luftmasse ab und erhöht die relative Luftfeuchtigkeit. Durch diese Abkühlung kommt es schließlich zur Kondensation. Ein sehr häufiges Beispiel sind Küstengebiete und ihr charakteristischer Nebel.