Die schwülheiße Luft ist weiterhin wetterbestimmend. Am Mittwoch und Donnerstag treten weiterhin lokale Schauer und Gewitter auf. Zeitweise scheint aber auch die Sonne und die Höchsttemperaturen liegen bei knapp 30 Grad.
Von Freitag bis Montag bestimmt hoher Luftdruck unser Wetter. Es ist überwiegend sonnig und es bleibt trocken. Die Höchsttemperaturen klettern auf 32 bis 33 Grad. Mit der Schwüle wird es leider nicht besser werden. Eine Inversion in 1200 m Höhe stoppt vom Boden aufsteigende Luftpakete auf ihrem Weg nach oben. Dadurch gibt es keinen Austausch mit der trockenen Luft in höheren Schichten. Anders ausgedrückt: Bei Taupunkten (*) nahe 20 Grad schmoren wir tagsüber weiter im eigenen Saft.
Der von Gewitterböen abgesehen nur sehr schwache Wind weht aus wechselnden Richtungen.
In den Nächten kühlt es auf 17 Grad ab. Wo es am Abend zuvor geregnet hat, ist mit der Bildung von Frühnebelfeldern zu rechnen.
Erst in der zweiten Hälfte der nächsten Woche soll dann mit Winddrehung auf Nordwest kühlere und deutlich trockenere Luft zu uns gelangen.
Wetterochs
(*) Es ist (mal wieder) die Frage aufgekommen, was der Taupunkt ist. Für den Alltag ist das schnell erklärt: Gegenstände mit einer Temperatur unter dem Taupunkt beschlagen mit Feuchtigkeit (Tau, Kondenswasser) bzw. wenn sie schon feucht sind, werden sie noch feuchter. Gegenstände mit einer Temperatur über dem Taupunkt bleiben trocken bzw. wenn sie feucht sind, dann trocknen sie. Damit ist eigentlich alles gesagt, was man zu dem Thema wissen muss.
Aber an einem schwülen Feiertagsnachmittag sucht man doch noch ein bisschen weiter herum und kommt zum Phasendiagramm des Wassers:
https://de.wikipedia.org/wiki/Tripelpunkt#/media/Datei:Phase_diagram_of_water.svg
Sicher haben das viele schon gesehen und das sieht ja irgendwie alles logisch aus: Es gibt beim Wasser die drei Aggregatzustände fest (Eis), flüssig (Wasser) und gasförmig (Wasserdampf). Je mehr Druck, desto mehr geht es in Richtung Wasser und Eis. Tiefere Temperaturen führen irgendwann zu Eis.
Tückisch ist nun die Frage, wie der Taupunkt da reinspielt. Das ist so eine Art Lackmustest, ob man das Diagramm auch richtig verstanden hat bzw. da merkt man dann eben, dass man es nicht richtig verstanden hat. Aber ich bin ja noch lernfähig und so hoffe ich, es nun richtig darstellen zu können.
Tatsächlich wird einem dieses Diagramm in der Regel vorgesetzt, ohne dass klar beschrieben wird, um welches physikalische System es da eigentlich genau geht. Der Hinweis auf den Siedepunkt kann einen dann endgültig auf die falsche Spur führen und man stellt sich so etwas wie einen normalen mit Wasser gefüllten Topf auf dem Herd vor. Und dementsprechend gibt es im Web zu diesem Thema auch zahlreiche Diskussionen mit vielen Irrungen und Wirrungen.
Zum Verständnis des Diagramms muss man sich erstmal vieles wegdenken. Es geht nur um reines Wasser. Das System besteht nur aus Wassermolekülen. Da gibt es keine Luft, keinen Stickstoff, Sauerstoff oder sonst etwas. Daher muss man das Küchenszenario modifizieren, und zwar hin zu einem ganz speziellen mit reinem Wasser gefüllten Kochtopf, der von oben mit einem (gewichtslosen) beweglichen und luftdichten Kolben verschlossen ist. Bei normaler Raumtemperatur liegt der Kolben einfach platt auf dem Wasser auf. Über den Kolben wirkt der normale Luftdruck von oben auf das Wasser. Hier sind wir im Phasendiagramm bei 20 Grad und 1 bar Druck im Bereich des flüssigen Wassers.
Heizt man nun das Wasser auf 75 Grad auf, passiert nichts. Es steigen auch nicht wie beim normalen Leitungswasser Luftbläschen auf, denn die sind bei uns ja nicht im Wasser enthalten, es soll schließlich reines Wasser sein. Wir sind im Phasendiagramm weiterhin im Bereich des flüssigen Wassers.
Wir heizen weiter. Bei 100 Grad beginnt das Wasser nun zu kochen. Es steigen Wasserdampf-Blasen aus dem Wasser auf, der Kolben steigt nach oben, zwischen dem flüssigen Wasser und dem Kolben sammelt sich Wasserdampf an. Der Wasserdampf geht nicht aus dem Topf raus, weil der Kolben ja dicht abschließt. Und wenn man weiter heizt, hat sich irgendwann alles Wasser in Wasserdampf verwandelt und die Temperatur steigt über 100 Grad. Damit ist der Phasenübergang geschafft und wir sind im Bereich des reinen Wasserdampfs. Den Übergangsbereich von einer Phase in die andere erkennt man im Phasendiagramm an einer schwarzen Linie.
Und wie ist nun der Taupunkt unseres Topf-Systems? Nun der Taupunkt ist die Temperatur, ab der sich beim Abkühlen in einem mit Wasserdampf gefüllten System Wassertröpfchen bilden. In diesem Fall haben wir also einen Taupunkt von 100 Grad.
Nun haben wir es aber in der realen Welt nicht mit einem solchen Spezial-Wassertopf zu tun. Uns interessiert, ab welcher Temperatur sich flüssiges Wasser aus der normalen Luft absetzt. Der Wasserdampf ist ein unsichtbarer Bestandteil der Luft. Weil der Wasserdampf (praktisch) nicht mit den anderen Bestandteilen der Luft interagiert, ist hier eben nicht der normale Luftdruck relevant, sondern der Partialdruck des Wasserdampfs, also der Druck, der alleine vom Wasserdampf ausgeübt wird. Und da kommen wir aktuell in unserer schwülen Luft auf einen Partialdruck des Wasserdampfs (Dampfdruck) von 0,023 bar, also 23 mbar (im Kontrast zu 1 bar für den gesamten Luftdruck). Nun gehen wir im Phasendiagramm horizontal die 23 mbar entlang, bis wir auf die Linie für den Phasenübergang Wasserdampf-Wasser treffen. Dort lesen wir dann eine zugehörige Temperatur von 20 Grad auf der Temperatur-Achse ab. Also beträgt der Taupunkt 20 Grad. Mit dem Phasendiagramm kann man also aus dem Dampfdruck den Taupunkt bestimmen.
Aber was ist denn nun mit dem Siedepunkt von 100 Grad? Das Wasser im Topf kocht doch erst bei 100 Grad und nicht schon bei 20 Grad. Das ist eben die Komplikation, wenn die Luft den Druck auf das Wasser ausübt und kein Kolben. Der Wasserdampf interessiert sich nämlich nicht für die anderen Bestandteile der Luft, er breitet sich aus, als ob die nicht da wären. Für die Wassermoleküle an der Oberfläche ist daher nicht der Luftdruck, sondern der Dampfdruck der Luft relevant. Die Wassermoleküle im Inneren der Flüssigkeit spüren aber einen dem Luftdruck entsprechenden Dampfdruck, denn die Luft drückt ja die Flüssigkeit zusammen, ohne nennenswert in sie einzudringen, also so wie ein Kolben. Die Moleküle weiter innen im Wasser wissen ja nicht, wer genau den Druck erzeugt. Somit haben wir in der Realität eine Aufteilung: Die Moleküle an der Oberfläche richten sich nach dem niedrigen Dampfdruck der Luft, die Moleküle im Innern der Flüssigkeit nach dem viel höheren Luftdruck. Daher haben wir beim Erwärmen einer Flüssigkeit zuerst eine lange Phase mit Verdunstung (Wasserdampf wird nur von der Oberfläche abgegeben) bis schließlich das Sieden beginnt (Wasserdampfblasen bilden sich in der Flüssigkeit und steigen auf). Wegen dieser Abhängigkeit des Siedepunkts vom Luftdruck beginnt auch Wasser auf einem Berg schon bei niedrigeren Temperaturen zu kochen als im Tal.
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