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Lexikon der Geographie: Thermometer

Thermometer, Instrument zur Bestimmung der Temperatur. Thermometer werden für unterschiedliche Zwecke in verschiedenen Ausführungen unter Ausnutzung unterschiedlicher Messprinzipien hergestellt. Ausdehnungsthermometer nutzen die physikalische Eigenschaft von Stoffen, sich bei Erwärmung auszudehnen. Eine Temperaturänderung führt zur Änderung des Volumens von Flüssigkeiten, die in Glasgefäße eingeschlossen sind (Flüssigkeitsthermometer). Eine Temperaturänderung bei einem festen Körper führt zu einer messbaren Längenänderung. Werden zwei Metallstreifen mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten miteinander verschweißt, führt dies zu einer Formänderung (Deformationsthermometer). Bei reinen Metallen ist der elektrische Widerstand nicht nur von den geometrischen Abmessungen und der Form des Metalls, sondern auch von dessen Temperatur abhängig. Am häufigsten wird Platin beim PT-100-Messfühler verwendet. Eine nahezu lineare Widerstandsänderung hat Molybdän, das bei Molybdän-Messführern eingesetzt wird. Neben diesen Widerstandsthermometern aus Metall werden Halbleiterwiderstandsthermometer oder Thermistoren verwendet. Beim Strahlungsthermometer schließlich wird die von der Oberfläche eines Körpers emittierte Wärmestrahlung gemessen. Dies erfolgt in einem Wellenlängenbereich, in welchem keine Absorption durch die Luft erfolgt.
In der Meteorologie und Klimatologie werden die unterschiedlichsten Thermometer eingesetzt. Normalthermometer nach DIN 58660 sind Flüssigkeitsthermometer auf der Basis von Quecksilber, deren Glas künstlich gealtert ist. In spezieller Bauweise werden sie für Bodentemperaturmessungen bis zu 31 cm Tiefe eingesetzt, indem die Kapillare entsprechend verlängert wird. Bei größeren Tiefen wird das Normalthermometer in einem Rohr versenkt und zur Messung empor geholt (DIN 58664, Abb. 1 ). Normalthermometer und Erdbodenthermometer gibt es auch in vergleichbarer Bauweise als Extremthermometer. Beim Maximumthermometer (DIN 58653), das zur Messung des Tagesmaximums der Luft- oder Erdbodentemperatur verwendet wird, bewirkt eine Verengung oberhalb der Kapillare des Thermometergefäßes, dass der Quecksilberfaden bei Ausdehnung in die Kapillare steigt. Bei Kontraktion infolge von Abkühlung reißt der Faden an dieser Stelle, womit der Maximalwert für die Ablesung konserviert bleibt. Nach dem Ablesen wird der Quecksilberfaden durch Schleudern wieder in das Thermometergefäß gebracht. Beim Minimumthermometer (DIN 58654) ist Quecksilber durch Alkohol ersetzt, da die Flüssigkeit transparent sein muss. Innerhalb des Kapillargefäßes im Alkoholfaden befindet sich ein Glasstift. Er wird beim Absinken der Temperatur durch die Oberflächenspannung mitgenommen, beim Wiederanstieg jedoch umströmt und verbleibt in seiner Position, sodass der Mindestwert im Beobachtungsintervall abgelesen werden kann. Beim Drehen des Thermometers in die senkrechte Position mit dem Thermometergefäß nach oben bewegt sich der Glasstift infolge der Erdbeschleunigung wieder an den Meniskus des Alkoholfadens. In der Wetterhütte wird das Minimumthermometer horizontal, das Maximumthermometer leicht geneigt vor den beiden Normalthermometern des Psychrometers angebracht ( Abb. 2 ). Zur fortlaufenden mechanischen Registrierung im Thermographen und Thermohygrographen werden Bimetall-Deformationsthermoelemente verwendet. In automatischen Stationen, bei mobilen Messungen und aerologischen Aufstiegen werden Widerstandsthermometer oder Thermistoren eingesetzt.

JVo


Thermometer 1: Thermometer 1: Erdbodenthermometer für Tiefen bis 100 cm (R=Schutzklappe gegen Eindringen des Regens, H=Hüllrohr, I=isolierende Masse bzw. Thermometergefäß, K=Kappe, muss Erdbodenberührung haben).

Thermometer 2: Thermometer 2: Thermometeraufstellung in der Wetterhütte (T=Trockenthermometer, F=Feuchtthermometer (beide zusammen bilden das Psychrometer), Ma=Maximumthermometer, Mi=Minimumthermometer, A=Aspirator, G=Glasansatzrohr).

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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