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Sonniger Tag der Arbeit
Auf heute weitete sich aus Westen ein Zwischenhoch nach Mitteleuropa aus und trocknete die Luft von oben her ab. Die gestern eingeflossene Luft hatte einen hohen Feuchtigkeitsgehalt, so dass in den untersten Luftschichten, wo die Subsidenz jeweils nicht allzu stark wirkt, sich in der Nacht vor allem im östlichen Mittelland Nebel bilden konnte. Dieser löste sich im Laufe des Vormittags recht zügig auf. Im übrigen schien die Sonne von einem makellos blauen Himmel. Damit wurde es am Nachmittag ziemlich mild. In den Niederungen wurden immerhin verbreitet 18 Grad gemessen, im Zentralwallis und auf der Alpensüdseite reichte es sogar für 21 bis 23 Grad.
Feuchte Grundschicht im Mittelland gab Anlass zur Bildung von Nebel
In der Nacht auf gestern floss aus Nordosten, was selten vorkommt, eher milde und feuchte Luft zur Alpennordseite, welche in der Nord- und Ostschweiz für wechselnde, oft auch starke Bewölkung sorgte. Gegen Abend löste sich die Wolkendecke durch die Subsidenz von oben her auf, so dass eine klare Nacht folgte. Die bei uns in den Niederungen liegende Luftmasse hatte einen hohen Feuchtigkeitsgehalt, wobei der Taupunkt noch um Mitternacht bei etwa 6 Grad lag. Kühlt sich die Luft unter den Taupunkt ab, so muss es gezwungenermassen zur Ausscheidung des überschüssigen Wasserdampfes in Form von Wassertröpfchen kommen. Dies kann in Form von Tau über der Erdoberfläche oder im Winter als Reifablagerung über einer Schneedecke oder über einer gefrorenen Oberfläche geschehen. Oft bilden sich diese Wassertröpfchen nicht nur über der erkalteten Erdoberfläche, sondern eben auch in der Luft. Dies führt zu Nebel. Besonders effektiv scheint die Nebelbildung dann zu sein, wenn die Atmosphäre viele Kondensationskeime aufweist. Dies ist dann der Fall, wenn die Luftmasse bereits gealtert ist. So kann man aus Erfahrung sagen, dass nach einem Einbruch von sauberer Atlantik- oder Polarluft es in der ersten, klaren Nacht kaum zur Nebelbildung kommt. Im aktuellen Fall waren die Bedingungen anders. Die Luft, welche aus Nordosten zu uns gelangte, stammte damit vom Kontinent, so dass angenommen werden konnte, dass genügend Kondensationskeime vorhanden waren. Immerhin war gestern die Luft relativ dunstig, was auf einen gewissen Staubgehalt hinwies.
Nebel löste sich rasch auf
Besonders im östlichen Mittelland lag am Morgen dichter Nebel. Im Hochwinter hätte ihn die schwache Strahlung kaum aufzulösen vermocht. Jetzt, im Spätfrühling, hatte aber der graue Kauz gegen die starke Sonne nicht den Hauch einer Chance. Wie Butter in einer heissen Bratpfanne löste sich der Nebel auf. Grund dafür war natürlich die positive Strahlungsbilanz an der Erdoberfläche, welche die Luft von unten her aufheizte und den Nebel allmählich zum Verschwinden brachte. Bereits am späten Vormittag war nämlich von Nebel in der Schweiz nirgendwo mehr etwas zu sehen.
Sonne heizt mächtig ein
Nach der Nebelauflösung stand einem sonnigen Tag nichts mehr im Wege. Und die Sonne zeigte klar und deutlich, dass sie die Chefin des heutigen Tages war. Sukzessive erwärmte sich der Boden und damit auch die darüberliegende Luft. Während nämlich am frühen Morgen das Thermometer 3 Grad anzeigte und lokal sogar Reif am Boden erkennbar war, konnte tagsüber eine angenehme Wärme genossen werden. Mit Höchstwerten von 18 bis 19 Grad war es im Mittelland sehr behaglich. An windgeschützten Lagen an südexponierten Hauswänden konnte es einem bereits heiss genug werden. Speziell dunkle Holzoberflächen können sich nämlich bereits auf über 50 Grad aufheizen.
Korrekte Temperaturmessung ist ein sehr schwieriges Unterfangen
50 Grad an der heissen Südfassade, 35 Grad auf einer Teeroberfläche, 25 Grad über Gras, 15 Grad im Wald. Alle diese Temperaturen konnten heute gemessen werden. Nun, was gilt jetzt? Soll man auslesen? Wir in der Meteorologie sind an der Lufttemperatur interessiert. Diese wird auf 2 Meter über Boden gemessen. Das heisst also, die 50 Grad an der Südfassade sind wohl eine korrekte Oberflächentemperatur, haben aber mit der Lufttemperatur auf 2 Meter über Boden nur wenig zu tun. Zudem wird gefordert, dass die Temperaturmessung über einer gemähten Wiese zu erfolgen hat. Damit hat man vergleichbare Bedingungen bezüglich der Oberfläche.
Strahlungsschutz ist enorm wichtig
Nun könnte man sagen, diese Forderungen sind in der Schweiz fast überall erfüllbar. Also hängt man ein Thermometer an einem Pfosten in 2 Metern Höhe auf und misst die Temperatur. Da würde man aber speziell an einem solch sonnigen Tag wie heute statt 18 Grad deutlich wärmere 23 bis 25 Grad messen. Denn das Thermometer nimmt natürlich die Globalstrahlung und langwellige Strahlung vom Boden auf. Auch diese gemessene Temperatur entspricht nicht der wirklichen Lufttemperatur. Also muss man das Thermometer von der Strahlung schützen. Bei Meteoschweiz löste man dieses Problem früher in unterschiedlicher Weise. Bis etwa 1960 oder 1970 waren die sogenannten Zinkblechgehäuse im Einsatz. Diese stellte man auf einer schattigen Nordseite eines Gebäudes auf. Damit ergaben sich einigermassen zuverlässige Temperaturen. Dennoch war die Messung nur teilweise befriedigend. Erstens einmal gaben die Gebäude nachts Wärme ab, so dass die Temperaturen nachts ca. 1 Grad zu hoch lagen. Zudem waren die Zinkblechgehäuse tagsüber nicht überall frei von Strahlungseinflüssen, so dass auch bei Tag die Messungen nicht über alle Zweifel erhaben waren.
Wild’sche Hütte
An einigen Stationen, so in Zürich, Basel, Bern und Lugano waren bis in die 70er Jahre des vergangenen Jahrhunderts sogenannte Wild’sche Hütten im Einsatz. Die Wild’sche Hütte wurde im Freien aufgestellt. Sie bestand aus einem weissgestrichenen Blechdach, im Osten, Süden und Westen schirmten weissbemalte Blechjalousien die Strahlung ab. Nach unten und nach Norden war die Wild’sche Hütte offen. Damit war die Ventilation gewährleistet, so dass speziell in der Nacht repräsentative Temperaturen gemessen werden konnten, welche hie und da leicht zu tief waren. Der grosse Nachteil bestand aber tagsüber, da sich das Blech, obwohl es weiss bemalt war, stark aufheizte. Damit gaben diese Bleche Strahlung in langwelliger Form an das Thermometer ab. Auch der erhitzte Boden gab langwellige Strahlung an das Thermometer ab. Zusätzlich gelangte kurzwellige Strahlung in Form von Diffusstrahlung an das Thermometer. So kam es, dass die Temperatur an sonnigen Tagen regelmässig 2 Grad zu hoch war. An sehr windstillen Tagen lagen die Werte sogar 3 Grad über der tatsächlichen Lufttemperatur. Dieser Übelstand wirkt bei Rekordwerten bis heute nach, ist es doch sehr schwierig, die früher gemessenen Werte zu korrigieren.
Englische Hütte
Später kamen die sogenannten Englischen Hütten in den Einsatz. Eine Englische Hütte ist ein Holzkasten mit einem Dach. Die Seitenfassaden sind mit Doppeljalousien ausgestattet. Nach unten erlauben gegeneinander verschobene Bretter die Ventilation. Auch die Englische Hütte ist weiss gestrichen und das Holz von einer Stärke von 3 cm isoliert den Innenraum der Hütte recht gut von Strahlungseinflüssen. Damit wird der Verfälschung durch die Strahlung recht wirksam begegnet. Allerdings ist die Ventilation eher ungenügend, das heisst die Temperatur im Innern des Gehäuses hinkt der tatsächlichen Temperatur nach, und zwar etwa 15 bis 30 Minuten. Im übrigen sind die Strahlungseinflüsse auch nicht ganz aufgehoben, liegt doch auch in einer Englischen Hütte die Temperatur an sonnigen Tagen bis 1 Grad zu hoch, bei stark reflektierenden Schneeoberflächen kann die Temperatur tagsüber sogar 2 bis 3 Grad zu hoch liegen.
Zwangsbelüftete Thermometer als einzige, gangbare Lösung
Seit den 80er Jahren des vergangen Jahrhunderts werden die Thermometer zwangsbelüftet. Dabei wird das Thermometer in eine strahlungsgeschützte Röhre gelegt. Ein Ventilator erzeugt einen Luftstrom durch diese Röhre, wobei die Luft mit 5 m/s dem Thermometer zugeführt wird. Das Gerät wird Thygan genannt. Durch den kräftigen Luftstrom wird der Strahlungseinfluss praktisch vollständig ausgeschaltet. Selbst wenn die ganze Strahlung an der Ansaugvorrichtung des Thygans in Wärme umgewandelt würde, ergäbe sich eine Temperaturerhöhung von höchstens 0.3 Grad. Somit ist gewährleistet, dass die Temperatur auch an sonnigen Tagen hinreichend genaue Werte liefert, wobei das rasch reagierende Metallthermometer zusätzlich auch praktisch keine Trägheit aufweist. Dies im Gegensatz zum Quecksilberthermometer, welches eine Verzögerung von mehreren Minuten aufweist. Somit kann gesagt werden, dass genaue, unverfälschte Temperaturen erst seit etwa 1980 verfügbar sind.