Wetter aktuell

Wie wird eigentlich ? gemessen? - Temperatur


Ein Blick auf das Thermometer verrät die aktuelle Temperatur. Doch
diese Messgeräte gibt es in vielen Formen und Ausprägungen. Was
steckt dahinter und auf welchen Prinzipien beruhen diese
Messverfahren eigentlich?


Auch wenn der Sommer nun (zumindest im meteorologischen Sinne) zu
Ende geht, bleiben uns die zahlreichen Meldungen über Hitzerekorde
noch deutlich in Erinnerung. Nun stellt sich die Frage: Auf welche
Weise kann die Temperatur denn überhaupt gemessen werden?

Offensichtlich ist dafür ein Thermometer notwendig. Doch diese
Messgeräte machen sich mitunter viele physikalische Gesetze und
Eigenschaften zunutze, um daraus schließlich die Temperatur
abzuleiten.

Beginnen wir mit einem klassischen Flüssigkeitsthermometer. Das
Prinzip ist einfach. Eine bestimmte Flüssigkeitsmenge - früher
Quecksilber, heutzutage oft Ethanol - dehnt sich aus, sobald sie
erwärmt wird. Diese Volumenänderung zeigt sich, indem der Pegel der
Flüssigkeit entlang eines Röhrchens steigt oder sinkt. Eine
entsprechend angepasste Skala (siehe Link für mehr Informationen)
gibt die Temperatur an. Doch nicht nur bei Flüssigkeiten lässt sich
dieser Effekt verwenden. Eine weitere Thermometerbauweise zeichnet
sich dadurch aus, dass zwei unterschiedliche Metallstreifen fest
miteinander verklebt werden. Man nennt dies auch "Bimetallstreifen".
Die verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten sorgen bei Erwärmung
oder Abkühlung dafür, dass sich das Bimetall in eine oder die andere
Richtung krümmt. Das Ausmaß der Krümmung lässt auf die Temperatur
schließen. Oft werden hierfür Legierungen verwendet, die Eisen,
Nickel oder Mangan enthalten. Naheliegenderweise heißen die
Messgeräte, die diese Art der Temperaturmessung benutzen,
Ausdehnungsthermometer.

Sogenannte Thermoelemente bestehen aus zwei unterschiedlichen
Materialien, zwischen denen eine Spannung gemessen werden kann.
Hierbei wird der sogenannte Seebeck-Effekt ausgenutzt. Dieser besagt,
dass die gemessene Spannung abhängig vom Temperaturunterschied der
beiden Materialien ist. Da nur die Differenz, jedoch nicht der
absolute Temperaturwert gemessen werden kann, muss für eine echte
Temperaturmessung eine der beiden schon bekannt sein.

Die Funktionsweise eines Widerstandsthermometers beruht darauf, dass
der elektrische Widerstand temperaturabhängig ist. Liegt also ein
konstanter Strom am Gerät an, ändert sich die gemessene Spannung,
wenn sich die Temperatur ändert. Dadurch kann diese abgeleitet
werden. Zumeist werden hierfür Metalle wie Platin, Nickel oder
Silizium verwendet.

Allgemein haben diese Messgeräte die Gemeinsamkeit, dass sie mit der
zu messenden Oberfläche oder dem zu messenden Material in Kontakt
kommen müssen. Daher gibt es hierfür den Überbegriff
"Berührungsthermometer". Weitere Varianten sind beispielsweise das
Dampfdruckthermometer, das auf den Eigenschaften des Dampfdrucks
einer Flüssigkeit beruht, oder Temperaturmessstreifen. Letztere
verändern in Abhängigkeit der Temperatur ihre Farbe.

Im Gegensatz dazu gibt es auch Messgeräte, die keinen direkten
Kontakt benötigen. Hier wird die ausgehende Strahlung im
Infrarotbereich genutzt. Diese ist sowohl in ihrer Intensität als
auch in der Wellenlängenverteilung von der Eigentemperatur abhängig.
Das Plancksche Strahlungsgesetz (bzw. das Stefan-Boltzmann-Gesetz und
das Wiensche Verschiebungsgesetz) bildet dabei die physikalische
Grundlage. Für die Messung wird ein Infrarotsensor benötigt.
Verschiedene Variationen der Messung analysieren entweder einen
großen Wellenlängenbereich oder konzentrieren sich auf wenige
spezielle Wellenlängen und ermitteln aus dem Vergleich die
Temperatur. Wohlbekannt ist uns diese Art der Messung beispielsweise
von Fieberthermometern.

M.Sc. Fabian Chow

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 31.08.2026

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst