Hitzeindex vs. Feuchtkugeltemperaturen: Was sollten Sie bei einer Hitzewelle verwenden?

Anfang des Sommers gaben Beamte der UN-Wetterbehörde zu, dass sie immer noch darüber nachdenken, wie man 8 Milliarden Menschen auf der ganzen Welt sagen kann, was tödliche Hitze ausmacht.

Die Warnung, die während einer globalen Telefonkonferenz mit Forschern der Weltorganisation für Meteorologie herausgegeben wurde, kam zu einem Zeitpunkt, als die Temperatur der Erde alle bisherigen Rekorde brach. Der 3. Juli war der heißeste Tag aller Zeiten – bis die Temperaturen in den folgenden Tagen neue Höchstwerte erreichten. Experten gehen davon aus, dass die Prognosen in den kommenden Jahren erneut Rekorde übertreffen werden.

Dennoch verlassen sich die Behörden auf mehr als 300 Hitzestress-Indizes, um das Risiko zu kommunizieren, das dies für Menschen auf der ganzen Welt darstellt. Jeder davon, vom Hitzeindex des National Weather Service über lokale Warnsysteme bis hin zum kanadischen Humidex und der Skala von New York City, berücksichtigt seine eigenen Standards.

Für die weltbesten Wissenschaftler ist dieses Geschwätz verwirrend.

„Alle Indizes liefern Zahlen“, sagt David Romps, Klimaforscher an der University of California in Berkeley. „Aber es ist nicht klar, was man mit diesen Zahlen machen soll.“

Und es war noch nie so wichtig zu kommunizieren, was inmitten brutaler Hitzewellen zu tun ist. In den Vereinigten Staaten, wo Hitze bereits die häufigste wetterbedingte Todesursache ist, sterben jedes Jahr Hunderte, insbesondere ältere Menschen, berichtet die Environmental Protection Agency. Bis zum Ende des Jahrhunderts wird wahrscheinlich fast die Hälfte der Weltbevölkerung jedes Jahr tödliche Hitzewellen erleben, selbst unter optimistischen Erwärmungsszenarien.

Es reicht nicht mehr aus, die Lufttemperatur in Celsius oder Fahrenheit anzugeben. Wir brauchen eine bessere Möglichkeit, über extreme Hitze zu sprechen.

Ich habe mehrere Experten gebeten, dabei zu helfen, herauszufinden, was nötig ist, um eine Wärmeskala zu erstellen, die jeder verstehen kann.

In den 1970er Jahren stützte sich der Textilphysiker Robert Steadman auf Tests an gesunden, jungen Erwachsenen, um herauszufinden, wie der durchschnittliche menschliche Körper auf Hitzestress reagiert.

Das Ergebnis ist die vielleicht bekannteste Wärmeskala der Welt: der Hitzeindex. Sie haben wahrscheinlich schon davon gehört.

Steadman nannte es ursprünglich eine „Beurteilung der Schwüle“, aber heute bezeichnen Wettervorhersager es als „scheinbare Temperatur“, „gefühlte Temperatur“ oder „reale gefühlte Temperatur“. Es ist unter anderem für den Wetterdienst der Anlaufpunkt für Warnungen vor Hitzegefahren.

Die Angabe erfolgt zwar in Grad Fahrenheit, es handelt sich jedoch nicht um einen Wert, den man auf keinem Thermometer findet. Es zeigt, wie zwei Faktoren – Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit – die Fähigkeit des Menschen beeinflussen, seine Innentemperatur zu regulieren. Hinter den Kulissen ist die Skala eine komplexe Gleichung, die mehr als ein Dutzend Schätzungen zu Sonnenschein, Dampfdruck, Körpergröße, Kleidung und anderen Faktoren umfasst, die sich darauf auswirken, wie Ihr Körper kühl bleibt.

Wenn beispielsweise die Lufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit moderat sind, beispielsweise 68 Grad und 70 Prozent, entspricht der Hitzeindex der Lufttemperatur: 68. Wenn die Lufttemperatur jedoch 86 Grad erreicht, bedeuten dieselben Luftfeuchtigkeitswerte einen Hitzeindex Wert von 95, weil der Schweiß nicht mehr so ​​effizient verdunstet.

Wenn Sie schon einmal eine Dampfsauna betreten haben, wissen Sie, warum: Die Kombination aus Hitze und Luftfeuchtigkeit kann nach kurzer Zeit überwältigend sein. Unter typischen Bedingungen kann der Mensch seine innere Körpertemperatur aufrechterhalten, solange die Lufttemperatur unter etwa 35 °C liegt. Oberhalb dieses Punktes benötigt unser Körper Schweiß, um überschüssige Wärme aus unserem Kern abzuleiten.

Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist das Schwitzen jedoch wirkungslos. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent besteht für den Menschen eine extreme Überhitzungsgefahr, sobald die Lufttemperaturen die Mitte der 90er-Jahre erreichen. Das entspricht einem Hitzeindexwert von rund 126 Grad, den der Wetterdienst als „extrem gefährlich“ und „für längere Zeit unsicher für Menschen“ einstuft.

Dennoch ist dieses Warnsystem nicht perfekt. Erstens wird davon ausgegangen, dass Sie sich im Schatten ausruhen und nicht in der Sonne arbeiten. Wenn Sie sich im Freien anstrengen, könnte der effektive Hitzeindex um 15 Grad höher liegen. Zweitens basiert der Hitzeindex auf der Vorstellung eines jungen und gesunden Erwachsenen – eine schlechte Annahme für ältere, sehr junge und kranke Menschen.

„Der Hitzeindex ist bei der Vorhersage schlechter gesundheitlicher Folgen äußerst konservativ“, sagt Romps.

Diese Werte klingen theoretisch, sagt Romps, aber Texas verzeichnete diesen Sommer zweimal so hohe Hitzeindexwerte: Kelly Field, ein Luftwaffenstützpunkt in San Antonio, hatte im Juni einen Hitzeindexwert von 150 Grad, gefolgt von einem weiteren Wert in der Nähe von Dallas im Juli , so seine Berechnungen.

Diese extremen Bedingungen führen dazu, dass Skalen wie der Hitzeindex bei brutalen Hitzewellen, wie sie jetzt über die Welt fegen, zusammenbrechen, sagt Cascade Tuholske, Klimaforscherin an der Montana State University. Die Herausforderung besteht darin, Messungen zu erstellen, die die Menschen nicht verwirren und gleichzeitig das Risiko unter verschiedenen, oft beispiellosen Bedingungen genau wiedergeben.

Glücklicherweise ist der Hitzeindex nicht das einzige Problem. In den 1950er Jahren entwickelte das Militär eine zweite Methode zur Messung des Hitzestresses bei extremer Hitze.

Kaum etwas ist so anstrengend wie das Militärtraining an einem heißen Tag. Selbst die Gesündesten unterliegen. Das entdeckte das US-Militär, als seine Soldaten bei Übungen zusammenbrachen und sogar starben. Seit 2008 sind mindestens 17 US-Soldaten an hitzebedingten Erkrankungen gestorben.

In den 1950er Jahren setzte das Marine Corps eine alternative Methode zur Messung von Hitzestress ein: die Wet Bulb Globe Temperature (WBGT).

Das WBGT verwendet drei Arten von Sensoren: ein Thermometer, das mit einem wassergetränkten Tuch bedeckt ist, um die Verdunstungskühlung zu messen – ein Indikator dafür, wie Feuchtigkeit unsere Fähigkeit zum Schwitzen beeinträchtigt; ein standardmäßiges „trockenes“ Thermometer der Lufttemperatur; und eine schwarze Kugel, die die Intensität des Sonnenlichts auf unserer Haut abschätzt.

Zusammen bieten diese einen wirksameren Indikator für Hitzestress, wenn Sie in der Sonne trainieren, sagt der Wetterdienst. Direkte Sonneneinstrahlung kann den effektiven Hitzeindex für Sportler, Soldaten und alle, die draußen arbeiten, um bis zu 15 Grad erhöhen.

Leider ist das WBGT nicht intuitiv. Die Messwerte werden in Fahrenheit gemessen, haben aber wenig Ähnlichkeit mit unserer täglichen Erfahrung. Die Skala reicht beispielsweise von einem „geringen“ Risiko bei 80 bis 85 Grad bis zu einem „extremen“ Risiko bei knapp über 90 Grad, Zustände, die zu Krämpfen oder sogar zum Tod führen können.

Dennoch kann es tödlich sein, es zu ignorieren, selbst für die gesündesten unter uns. In den letzten 25 Jahren sind in den Vereinigten Staaten mindestens 50 High-School-Footballspieler an einem Hitzschlag gestorben. Heutzutage gibt es in vielen Schulen Regeln, die das Sporttraining auf eine Stunde beschränken, wenn der WBGT über 90 steigt, und Trainingseinheiten über 92 absagen. Wenn Sie bei heißem, feuchtem Wetter draußen trainieren, empfehlen Forscher die Verwendung der WBGT-Skala anstelle des Hitzeindex. Überprüfen Sie die experimentellen Vorhersagen und Richtlinien des Wetterdienstes.

Diese Maßnahmen richten sich an gesunde Erwachsene. Wir beginnen gerade erst mit der Einführung von Indizes darüber, wie sich Hitze auf die am stärksten gefährdeten Personen auswirkt.

Im letzten Jahrzehnt hat der Wetterdienst an einem dritten Maßstab gearbeitet, HeatRisk, der voraussichtlich noch in diesem Jahr landesweit eingeführt wird.

Die fünfstufige Skala (null bis 4) zielt darauf ab, hitzebedingte Risiken für gefährdete Bevölkerungsgruppen vorherzusagen, indem lokale Wetterdaten, Gesundheitsindikatoren und Daten verwendet werden, die an Orten ohne Wetterstationen extrapoliert wurden.

Der Wetterdienst hofft, dass es auch dann als Frühwarnsystem dienen wird, wenn die Bedingungen nicht ganz so extrem sind, und bestehende Hitzewarnsysteme ergänzen, die hitzeempfindliche Bevölkerungsgruppen übersehen.

Die von mir befragten Wissenschaftler sagten, dass es wahrscheinlich nie einen universellen Hitzerisikoindex geben wird. Wir müssen uns mit den einzigartigen Wechselwirkungen von Geographie, Physik und Physiologie auseinandersetzen, um Risiken auf der ganzen Welt einzuschätzen. Das bedeutet, die Daten so zu interpretieren, dass sie für verschiedene Menschen an verschiedenen Orten geeignet sind.

„Ich habe damit zu kämpfen“, sagt Romps. „Wie bringt man diese ganze Komplexität auf eine Zahl zusammen? Aber es gibt nicht wirklich eine Zahl, die uns sagt, ob dies sicher oder gefährlich ist.“

Forscher versuchen immer noch herauszufinden, wie sich extreme Hitze auf die menschliche Bevölkerung auswirkt, indem sie unvollständige Wetter- und epidemiologische Daten verwenden. Die Gesundheitsakten sind lückenhaft. In armen tropischen Ländern mangelt es an umfassender Wetterabdeckung. Auch der menschliche Körper passt sich den steigenden Temperaturen an.

„Das Problem ist, dass wir in der Geschichte kaum jemals diese Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte erreicht haben“, sagt Jane Baldwin, Professorin für Erdsystemwissenschaften an der UC-Irvine, „und dennoch sehen wir, dass dabei sehr regelmäßig Menschen sterben.“

Bis die Behörden ihre Sprache vereinheitlichen, besteht der beste Weg zur Verwendung von Hitzerisikoindizes darin, die Risikokategorien zu untersuchen und nicht die Temperaturwerte einer bestimmten Skala: 95 auf einem Standardthermometer ist sicher, aber der gleiche Wert auf dem WBGT könnte tödlich sein.

Dann bewerten Sie Ihre Situation. Was sind Ihre Risikofaktoren? Können Sie Kühlung finden, wenn der Strom ausfällt? Denken Sie auch an Ihre Nachbarn. Passen Sie Ihr persönliches Risikoniveau an.

Hier ist eine Kurzanleitung, um bei der Hitze sicher zu bleiben.

Alltag: Nutzen Sie den Hitzeindex

Baldwin empfiehlt, den Hitzeindex zu verwenden, um den Hitzestress zu messen, dem Sie im Laufe eines durchschnittlichen Tages ausgesetzt sein könnten. „In meinem eigenen Leben“, sagt sie, „ist es das, worauf ich am Ende achte.“ Dies ist jedoch die konservativste Schätzung: Sie geht davon aus, dass Sie langsam im Schatten gehen. Wenn möglich, greift sie auf ein lokales Hitzewarnsystem zurück, um regionalen Schwankungen Rechnung zu tragen, wie beispielsweise das in New York City entwickelte. Anstatt Zahlen zu entschlüsseln, werden diese Warnungen im Klartext ausgesprochen.

Externe Aktivitäten: Nutzen Sie das WBGT

Für Menschen, die im Freien arbeiten, bietet der WBGT eine genauere Risikoeinschätzung. Die Luftfeuchtigkeit spielt bei Hitzestress eine so wichtige und gefährliche Rolle, dass es gefährlich ist, sich bei anstrengender Anstrengung allein auf den Hitzeindex zu verlassen. Der WBGT misst Hitzestress bei direkter Sonneneinstrahlung und berücksichtigt dabei Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und die Intensität der Sonnenstrahlung. Überprüfen Sie die experimentellen Vorhersagen und Richtlinien des Wetterdienstes.

Gefährdete Bevölkerungsgruppen: Gehen Sie in jeder Hinsicht auf Nummer sicher

Alle Risikofaktoren, vom Alter über Dehydrierung bis hin zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, erhöhen das Verletzungs- oder Todesrisiko. Wenn Sie gefährdet sind, bleiben Sie tagsüber bei hohen Temperaturen an einem kühlen Ort in Innenräumen und erholen Sie sich nachts so weit wie möglich, insbesondere wenn die Temperaturen hoch bleiben. Das Rote Kreuz bietet Maßnahmen an, die Sie ergreifen können.

Die kumulative Exposition, selbst unterhalb der tödlichen Schwellenwerte, ist wichtig. „Seien Sie sich selbst bewusst, wo Sie sich befinden, und seien Sie sehr vorsichtig, insbesondere wenn Sie an einer Herzerkrankung leiden“, sagt Lucas Vargas Zeppetello, Atmosphärenklimaforscher an der Harvard University. „Wir unterschätzen die Gefahr wirklich.“