Nun ist auch im Sommer 2020 die Hitze da und der Körper muss leiden!

Nachdem der Dauerregen im Süden nun auch schon fast Geschichte ist, kann man sich voll und ganz der aktuellen Hitzewelle widmen. Das Sommerwetter in Deutschland zeigt sich entgegen der Monate Juni und Juli nun mal wieder konstant und wenig unbeständig. Über dem Baltikum hat sich Hoch DETLEF so richtig aufgeplustert. Sein Einflussbereich reicht dabei bis nach Frankreich, zum Balkan und dem Schwarzen Meer. Einhergehend ist auch Deutschland in seinem Netz gefangen. Zusammen mit seinem kongenialen Partner in der Höhe (Höhenhoch, Rücken) wird so das Zepter in der Wetterküche übernommen.

In höheren Luftschichten kann sich sogar eine sogenannte Omega-Wetterlage einstellen, die allerdings leicht in Schieflage positioniert ist. Den Erhaltungseigenschaften dieser Wetterlage ist das aber egal. In die Zange genommen wird der Rücken (Hochkeil in größeren Höhen) von einem Langwellentrog über dem Atlantik und einem Langwellentrog über Südosteuropa (vgl. Trog siehe Link).

Somit liegen weite Teile des Landes unter hochreichend hohem Luftdruck, der die Bildung von Quellwolken kaum zulässt. Lediglich im Osten, wo schon etwas feuchtere Luft einsickert oder durch Unterstützung der Orographie an den Alpen sind am morgigen Samstag erste Schauer und Gewitter nicht ausgeschlossen. Tag für Tag soll dann das Risiko etwas steigen, eine deutliche Zunahme der Gewittergefahr wird von den Wettermodellen aber erst ab dem kommenden Montag gezeigt, wo es bevorzugt im Umfeld der Berge durchaus schon ordentlich krachen kann.

Noch ist die Luft dabei vielerorts trocken, sodass sich die Hitze noch erträglich anfühlt. Doch von Osten hat sich ausgehend vom Tief FARIDEH, das heute bei Sizilien liegt und vorderseitig mit Macht Mittelmeerluft nordwärts transportiert, feuchte Luft und sehr warme bis heiße Luft auf den Weg nach Deutschland gemacht. Als Folge steigt die Schwüle spürbar an und die Hitze wirkt für zahlreiche Bürger noch unerträglicher. Den Lufttemperaturen von 30 bis 35 Grad im Norden und Südosten sowie 34 bis 38 Grad dazwischen stehen am morgigen Samstag gefühlte Temperaturen von 33 bis 39 Grad gegenüber. Allenfalls an der Küste bei auflandigem Wind sowie an den Alpen ist es kühler. Am Sonntag sollen sich dann im Osten und Südosten aufgrund zunehmender Quellbewölkung, die im Tagesverlauf die Sonneneinstrahlung dämpft, die Lufttemperaturen bei Werten zwischen 31 und 35 Grad etwas niedriger ausfallen, die gefühlten Werte jedoch bleiben bei 34 bis 39 Grad auch im Osten und Südosten durch die zunehmende Feuchte auf sehr hohem Niveau. Im trockeneren Westen ist es umgekehrt. Dort sollen Lufttemperaturen von bis zu 38 Grad, gefühlten Werten bis 37 Grad gegenüberstehen. Egal wie schwül es auch ist, für den Körper vieler Menschen wird die Hitze zur Tortur, sodass die die Zusammenhänge zwischen Wetter bzw. Klima und Medizin wieder mal in den Fokus rückt.

Dabei stellt die Schnittstelle zwischen Wetter bzw. Klima und der Medizin ein spannenden Forschungs- und Arbeitsbereich mit vielen Herausforderungen dar. Mit den Wechselwirkungen zwischen den atmosphärischen Prozessen und den lebenden Organismen (Pflanzen, Tiere und Menschen) befasst sich die Biometeorologie als interdisziplinäre Wissenschaft. Die zentrale Frage dieses Wissensbereiches ist also: Wie beeinflussen Wetter und Klima lebende Organismen?

Von besonderem Interesse ist -wie bei der bevorstehenden Hitzewelle- der thermische Wirkungskomplex. Zu diesem Wirkungsbereich gehören alle Größen, die für den Austausch von Wärme zwischen dem lebenden Organismus und der ihn umgebenden Atmosphäre von Bedeutung sind. Die wichtigsten meteorologischen Größen sind dabei Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Strahlung. Für eine zahlenmäßige Erfassung und Einordnung des Wohlbefindens, der Gesundheit und der Leistungsfähigkeit des Menschen ist es notwendig, die thermischen Umweltbedingungen des Menschen in einer physiologisch korrekten sowie wirkungsvollen und praktischen Weise aufzubereiten, darzustellen und weiterzugeben.

Damit die inneren Organe und das Gehirn eines Menschen optimal funktionieren können, muss die Körpertemperatur auf einem konstanten Niveau (~37°C) gehalten werden. Dafür sollten die Wärmeproduktion im Organismus und die Wärmeabgabe an die Umgebung über einen längeren Zeitraum im Gleichgewicht stehen. Vom Wärmegleichgewicht abweichende Bedingungen werden dem Menschen – über das Gehirn gesteuert – durch Frieren oder Schwitzen bewusst und führen so zu einer Anpassung des Verhaltens, z.B. durch Ablegen von Kleidung, Verminderung der Aktivität oder Aufsuchen von geschützten bzw. klimatisierten Räumen.

Die Temperatur der Haut und der Extremitäten können dabei jedoch abhängig von den Umgebungsbedingungen stark schwanken. Überschüssige Wärme gibt der Körper über die Haut an die Umgebung ab. Mögliche Prozesse sind beispielsweise die Konvektion (sensibler Wärmefluss), Strahlung (langwellige Strahlung) sowie die Verdunstung z.B. von Schweiß und Diffusion von Wasserdampf (latenter Wärmefluss). Gleichermaßen kann der Wärmehaushalt in einem bestimmten Maße auch über die Atmung (latenter und sensibler Wärmefluss) reguliert werden. Aufgrund des unterschiedlichen Stoffwechsels bei Menschen kann das thermische Empfinden in Abhängigkeit beispielsweise von Alter und Geschlecht variieren und ist somit lediglich eine subjektive Bewertung der Auswirkung der Umgebungsbedingungen auf den Zustand des Körpers.

Um das thermische Empfinden auf Basis der vorgefundenen Umgebungsbedingungen zu analysieren und vorherzusagen, wird auf verschiedene Konzepte zurückgegriffen. Ein weitverbreitetes Konzept basiert dabei auf der Betrachtung einer „äquivalenten Temperatur. Sie beschreibt in diesem Fall die Lufttemperatur, die in einer Referenzumgebung herrschen müsste, um das gleiche thermische Befinden wie in der aktuellen Umgebung (optimalen Zustand des Wärmehaushaltes des Körpers) hervorzurufen. Der Vergleich der äquivalenten Temperatur zur Lufttemperatur erschließt sich häufig selbständig, besonders in Hinsicht auf extreme Bedingungen (Hitze, Kälte).

Der Deutsche Wetterdienst betreibt darauf aufbauend als thermisches Bewertungsverfahren das sogenannte „Klima-Michel-Modell“. Dabei greift er auf die „gefühlte Temperatur“ als eine Variante der äquivalenten Temperatur zurück, die die Anpassung der Bekleidung an die aktuellen thermischen Bedingungen berücksichtigt. Allerdings gelten die Bewertungen jeweils nur für einen aufrecht stehenden Menschen. Der Klima-Michel beschreibt bei der Bewertung einen Norm-Menschen. Dieser erbringt eine Arbeitsleistung von 172,5 Watt bzw. 135 Watt pro Quadratmeter Hautoberfläche. Dies entspricht dem Zustand „Gehen“ mit etwa 4 km/h in der Ebene. Gleichermaßen ist die Bewertung an den Außenbedingungen ausgerichtet, sodass der „Michel“, um sein thermisches Gleichgewicht herzustellen, seine Kleidung zwischen einer sommerlichen und winterlichen Variante variieren kann. Die sommerliche Kleidung entspricht beispielsweise einer leichten langen Hose, einem kurzärmeligen Hemd und Sandalen.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 07.08.2020

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