Hitzeindex und Lufttemperatur: Was der Körper spürt

Die Lufttemperatur misst die Wärme der Luft. Der Hitzeindex schätzt, was diese Wärme mit einem menschlichen Körper macht, sobald die Luftfeuchtigkeit einberechnet ist, denn Schwitzen kühlt nur, wenn der Schweiß verdunsten kann. Bei 32 °C und 40 % relativer Luftfeuchtigkeit liegt der Hitzeindex bei etwa 33 °C, also praktisch gleichauf. Bei 32 °C und 80 % Luftfeuchtigkeit liegt er bei etwa 45 °C. Die Luft hat ihre Temperatur nicht geändert, aber Ihre Fähigkeit, Wärme abzugeben, ist zusammengebrochen, und die körperliche Belastung entspricht eher einem 45-Grad-Tag. Genau diese Lücke ist der ganze Sinn dieser Zahl.

Wenn Sie Symptome gegen das Wetter verfolgen, ist diese Unterscheidung wichtig. Zwei Tage mit identischen Höchstwerten können völlig unterschiedliche Anforderungen an Kreislauf, Flüssigkeitshaushalt und Schlaf stellen. Wer nur die Temperatur protokolliert, verdeckt das.

Die Physik: warum die Luftfeuchtigkeit alles verändert

Ihr Körper hat vier Wege, Wärme abzugeben: Strahlung, Wärmeleitung, Konvektion und Verdunstung. Die ersten drei setzen voraus, dass die Umgebung kühler ist als Sie selbst. Sobald sich die Lufttemperatur der Hauttemperatur nähert, also etwa 33 bis 35 °C, fallen diese drei Wege aus oder kehren sich um, und die Verdunstung von Schweiß bleibt als einziger Mechanismus übrig.

Die Verdunstung hängt vom Dampfdruckunterschied zwischen Ihrer feuchten Haut und der umgebenden Luft ab. Ist die Luft trocken, ist dieser Unterschied groß und der Schweiß verdunstet bereitwillig, wobei er etwa 580 Kalorien pro Gramm Wasser abführt. Ist die Luft schon nahe der Sättigung, schrumpft der Unterschied. Der Schweiß bildet sich weiterhin, tropft aber ab, statt zu verdunsten, Sie verlieren also die Flüssigkeit, ohne die Kühlung zu bekommen. Deshalb sind ein 35-Grad-Tag in Phoenix und ein 35-Grad-Tag in Houston keine vergleichbaren Erfahrungen, und deshalb produzieren die beiden Städte bei gleicher nomineller Temperatur sehr unterschiedliche Statistiken zu Hitzeerkrankungen.

Der Hitzeindex presst das in eine einzige Zahl für das Gefühlte. Er beantwortet die Frage: Bei welcher eher trockenen Temperatur erlebte eine durchschnittliche Person ungefähr dieselbe körperliche Belastung?

Woher die Zahl kommt

Der gebräuchliche Hitzeindex geht auf eine Arbeit von Robert Steadman aus dem Jahr 1979 zurück, die der US-Wetterdienst später als Polynom angepasst hat. Steadman modellierte eine bestimmte Referenzperson und einen bestimmten Satz von Bedingungen, und die Annahmen lohnen sich zu kennen, weil sie die Grenzen der Zahl festlegen:

• Ein Erwachsener durchschnittlicher Statur, etwa 170 cm groß und 67 kg schwer
• Im Gehen bei etwa 5 km/h
• Im Schatten
• Mit langer Hose und kurzärmligem Hemd
• Bei leichtem Wind von rund 5 Knoten
• Nicht an extreme Hitze gewöhnt und körperlich in der Lage, normal zu schwitzen

Ändern Sie eine dieser Annahmen, und die tatsächliche Belastung verschiebt sich. Direkte Sonne kann bis zu 8 °C zur wirksamen Last hinzufügen. Stehende Luft macht es schlimmer; kräftiger Wind hilft, zumindest bis die Lufttemperatur die Hauttemperatur übersteigt, ab da beginnt der Wind Wärme zu liefern statt abzuführen. Schwere oder nicht atmungsaktive Kleidung treibt die Zahl deutlich nach oben, und deshalb arbeiten Arbeitsschutzstandards für Hitze mit ganz anderen Indizes.

Die Kategorien, die der US-Wetterdienst an die Zahl knüpft, lauten:

• 27 bis 32 °C: Vorsicht, bei längerer Exposition ist Erschöpfung möglich
• 32 bis 39 °C: erhöhte Vorsicht, Hitzekrämpfe und Hitzeerschöpfung sind möglich
• 39 bis 51 °C: Gefahr, Hitzeerschöpfung ist wahrscheinlich, ein Hitzschlag möglich
• 52 °C und darüber: extreme Gefahr, ein Hitzschlag ist sehr wahrscheinlich

Diese beschreiben das Risiko für die Referenzperson. Wenn Sie ein Medikament nehmen, das das Schwitzen verringert, eine Herz-Kreislauf-Erkrankung haben, über 65 oder unter 5 Jahre alt oder nicht an die Hitze gewöhnt sind, rückt die wirksame Schwelle nach unten.

Die Abkürzung über den Taupunkt

Die relative Luftfeuchtigkeit ist eine verwirrende Eingangsgröße, weil sie von der Temperatur abhängt: 70 % Luftfeuchtigkeit bei 16 °C sind trockene Luft, 70 % bei 32 °C sind drückend. Der Taupunkt umgeht das, indem er den absoluten Feuchtegehalt direkt ausdrückt. Die meisten Meteorologen bevorzugen ihn, und er eignet sich besser zum Protokollieren:

• Unter 13 °C: angenehm, die Verdunstung funktioniert gut
• 13 bis 16 °C: spürbar, aber erträglich
• 16 bis 18 °C: wird feucht, der Schweiß bleibt stehen
• 18 bis 21 °C: für die meisten Menschen unangenehm
• Über 21 °C: drückend, die Verdunstungskühlung ist deutlich beeinträchtigt
• Über 24 °C: in Kombination mit hoher Temperatur wirklich gefährlich

Ein Taupunkt von 24 °C bedeutet dieselbe Wassermenge in der Luft, egal ob die Temperatur bei 27 °C oder bei 38 °C liegt. Diese Stabilität macht es weit einfacher, Tage über eine Jahreszeit hinweg zu vergleichen, als es die relative Luftfeuchtigkeit erlaubt.

Was das für Kopfschmerzen und Migräne bedeutet

Die Belege für einen Zusammenhang zwischen Hitze und Kopfschmerzen sind stimmiger als die für viele andere Wettergrößen. Eine häufig zitierte Bostoner Studie zu Vorstellungen in der Notaufnahme fand, dass das Risiko einer Vorstellung wegen Kopfschmerzen je 5 °C Anstieg der Umgebungstemperatur in den vorangegangenen 24 Stunden um etwa 7,5 % stieg. Andere Arbeiten fanden eine ähnliche Wirkrichtung, wobei die Effektstärken zwischen Bevölkerungsgruppen erheblich schwanken.

Die vorgeschlagenen Mechanismen sind plausibel und wirken wahrscheinlich zusammen:

Dehydrierung. Schweißverluste von ein bis zwei Litern pro Stunde sind bei ernsthafter Hitze erreichbar. Schon ein Flüssigkeitsdefizit von 1 bis 2 % der Körpermasse reicht aus, um die Kognition zu beeinträchtigen, und ist ein dokumentierter Kopfschmerzauslöser.

Gefäßerweiterung. Periphere Blutgefäße weiten sich, um Blut zur Kühlung in die Haut zu leiten. Die Hirngefäße beteiligen sich an dieser Reaktion, und Gefäßerweiterung ist ein anerkannter Bestandteil der Migräne-Pathophysiologie.

Elektrolytverschiebungen. Schweiß enthält Natrium. Starke Verluste allein mit reinem Wasser auszugleichen verdünnt das Serumnatrium, was am äußersten Ende selbst ein Kopfschmerzmechanismus ist.

Gestörter Schlaf. Die Körperkerntemperatur muss fallen, damit Schlaf einsetzt und sich festigt. Warme Nächte verhindern diesen Abfall, und Hitzewellen werden zunehmend ebenso über erhöhte nächtliche Tiefstwerte definiert wie über die Spitzen am Tag. Schlechter Schlaf ist einer der am beständigsten berichteten Migräne-Auslöser überhaupt.

Verstärkende Luftqualität. Hitze und stehende Luft begünstigen die Ozonbildung, und Hitzewellen fallen oft mit erhöhten Schadstoffwerten zusammen. Ein Teil dessen, was der Temperatur zugeschrieben wird, könnte die Luftqualität sein, die nebenher mitläuft.

Beachten Sie, dass die meisten dieser Wege über die feuchtigkeitsbereinigte Last laufen und nicht über die reine Temperatur. Das spricht direkt dafür, Hitzeindex oder Taupunkt zu verfolgen statt des Tageshöchstwerts.

Wo der Hitzeindex aufhört, nützlich zu sein

Er ist ein Modell, und Modelle haben Ränder.

Er setzt Schatten voraus. Volle Sonne bei hohem Sonnenstand kann 6 bis 8 °C hinzufügen. Wenn Sie draußen arbeiten oder Sport treiben, unterschätzt der veröffentlichte Hitzeindex Ihre Belastung systematisch. Aus genau diesem Grund gilt in Sport und Militär die Feuchtkugeltemperatur (WBGT) als Standard, die Strahlungswärme und Wind direkt einbezieht.

Er setzt eine funktionierende Schweißreaktion voraus. Anticholinerge Medikamente, manche Antihistaminika, bestimmte Blutdruckmittel und Erkrankungen des vegetativen Nervensystems verringern alle die Schweißfähigkeit. Für Menschen in dieser Gruppe unterschätzt der Index die Belastung erheblich.

Mit sehr hoher trockener Hitze kommt er schlecht zurecht. Bei extremen Temperaturen mit sehr niedriger Luftfeuchtigkeit wurden die Steadman-Gleichungen per Extrapolation erweitert, und Forschende argumentieren seit Jahren, dass die Werte dort unzuverlässig werden. In den letzten Jahren veröffentlichte überarbeitete Formulierungen liefern in diesem Bereich deutlich andere und meist höhere Zahlen.

Er sagt nichts über Gewöhnung. Zehn bis vierzehn Tage anhaltender Hitzeexposition erzeugen echte körperliche Anpassung: früher einsetzendes Schwitzen, höhere Schweißrate, niedrigere Natriumkonzentration im Schweiß, vergrößertes Plasmavolumen. Derselbe Hitzeindex im Juni und im September steht für recht unterschiedliche subjektive Lasten. Deshalb richten Hitzewellen früh in der Saison überproportional viel Schaden an.

Praktischer Nutzen, wenn Sie Symptome verfolgen

Protokollieren Sie Taupunkt oder Hitzeindex, nicht den Höchstwert der Temperatur. Wenn Ihr Tracker nur die Temperatur anbietet, notieren Sie die Luftfeuchtigkeit gesondert.

Achten Sie auf den nächtlichen Tiefstwert. Ein Tag mit einer Spitze von 35 °C, der nachts auf 18 °C fällt, gibt Ihrem Körper ein Erholungsfenster. Dieselbe Spitze mit einem Tiefstwert von 26 °C tut das nicht, und mehrtägige Hitzewellen summieren die Belastung genau über diesen Mechanismus.

Achten Sie gezielt auf die erste heiße Phase der Saison. Wenn sich in Ihrem Protokoll Symptome bei der frühen Saisonhitze häufen und danach trotz anhaltend hoher Temperaturen nachlassen, ist das Gewöhnung, und sie sagt Ihnen, dass die nützliche Maßnahme schrittweise Exposition ist und nicht Vermeidung.

Trennen Sie Hitze vom Luftdruck. Sommerliche Hitzewellen liegen meist unter stehendem Hochdruck mit sehr flachem Barometer, was sie zu einem sauberen Testfall macht: Wenn Ihre Symptome während einer Hitzewelle hochschnellen, ist der Luftdruck nicht die Erklärung. Pressure Pal protokolliert beides nebeneinander, sodass Sie prüfen können, ob ein bestimmter schlechter Tag ein Hitzetag, ein Drucktag oder beides war. Wenn Sie in einer Stadt leben, in der beides selten zusammenfällt, siehe die Vorhersageseite für Phoenix als Beispiel für einen Ort mit intensiver Hitze und sehr wenig Luftdruckbewegung, ist die Trennung in Ihrem Protokoll ungewöhnlich deutlich.

Trinken Sie nach Plan statt nach Durst. Der Durst hinkt dem Flüssigkeitsdefizit hinterher, besonders bei älteren Menschen. Bei starkem Schwitzen gehört Natrium dazu, nicht nur Wasser.

Häufige Fragen

Ist der Hitzeindex dasselbe wie die gefühlte Temperatur?

Im Sommer meist ja. Die meisten Wetter-Apps zeigen bei Wärme den Hitzeindex als gefühlte Temperatur und bei Kälte den Windchill. Manche Dienste nutzen eine eigene Mischung, die auch Sonne und Wind berücksichtigt, zwei Apps können also für dieselben Bedingungen unterschiedliche Werte für die gefühlte Temperatur zeigen. Die zugrunde liegende Lufttemperatur stimmt überein; die Korrektur nicht.

Warum zeigt meine App einen Hitzeindex unter der Temperatur?

Bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit kann der Hitzeindex unter die Lufttemperatur fallen, denn trockene Luft lässt Schweiß wirksamer verdunsten, als die Referenzbedingungen annehmen. Viele Dienste unterdrücken die Anzeige unterhalb einer Schwelle einfach, Sie sehen dann nur die reine Temperatur.

Verursacht hohe Luftfeuchtigkeit allein Kopfschmerzen, oder braucht es Hitze dazu?

Beide Muster tauchen in Symptomtagebüchern auf. Luftfeuchtigkeit ohne viel Hitze geht eher mit verstopften Nebenhöhlen und Erschöpfung einher als mit akuten Kopfschmerzen. Die stärksten Zusammenhänge zwischen Hitze und Kopfschmerzen in der Literatur betreffen Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemeinsam, und genau das erfasst der Hitzeindex.

Ab welchem Hitzeindex sollte ich mit dem Sport aufhören?

Es gibt keine einzelne Zahl, denn es hängt von Intensität, Gewöhnung, Kleidung und individueller Physiologie ab. Als allgemeine Orientierung raten die meisten sportmedizinischen Gesellschaften dazu, die Aktivität oberhalb eines Hitzeindex von etwa 32 °C anzupassen und oberhalb von rund 39 °C nach drinnen zu wechseln. Wenn Sie eine Erkrankung haben, die die Temperaturregulation betrifft, lassen Sie sich von Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt eine persönliche Schwelle nennen, statt eine allgemeine zu verwenden.

Wird der Hitzeindex mit der Klimaerwärmung ungenauer?

Der von Forschenden vorgebrachte Einwand lautet, dass die ursprünglichen Gleichungen über ihren geprüften Bereich hinaus extrapoliert wurden und dass Bedingungen, die früher selten waren, inzwischen oft genug auftreten, um ins Gewicht zu fallen. Überarbeitete Formulierungen existieren und liefern unter extremen Bedingungen meist höhere Werte. Für den Alltagsgebrauch im Band von 29 bis 41 °C ist der Standardindex weiterhin brauchbar.

Die Kurzfassung

Die Lufttemperatur sagt Ihnen etwas über die Luft. Der Hitzeindex sagt Ihnen etwas über die Anforderung an Ihren Körper, und an feuchten Tagen gehen diese beiden Zahlen dramatisch auseinander. Wenn Sie herausfinden wollen, was Ihre Kopfschmerzen auslöst, ist die zweite die aussagekräftigere Größe, und der Taupunkt, der einfacher und stabiler ist, eignet sich zum Aufschreiben sogar noch besser.