3.

Temperatureffekte

Die Temperatur ist eine derjenigen Größen, von denen es abhängt, ob Leben oder Überleben möglich ist. Der Temperaturbereich, innerhalb dessen die Körpertemperatur liegen muss, ist bei Vögeln, Säugetieren und auch beim Menschen sehr klein. Deshalb muss der Organismus gegen zu hohe oder zu tiefe Temperaturen geschützt werden. Wasserlebewesen können ebenfalls nur in einem gewissen Temperaturbereich leben, der ebenfalls von der Art abhängt. Die Temperatur dieser Lebewesen entspricht jeweils der Wassertemperatur, die sich also nicht zu stark ändern darf. Nimmt beispielsweise die mittlere Temperatur eines Flusses auch nur um einige Grad Celsius zu, dann können zahlreiche Fische oder andere Lebewesen nicht mehr überleben. Diese schädlichen Umwelteinflüsse können beispielsweise durch Wärmeabgabe von Kraftwerken oder in Verbindung mit der Wasserverschmutzung aus anderen Ursachen entstehen.

Auch die Eigenschaften aller Substanzen sind mehr oder weniger stark temperaturabhängig. Zum Beispiel wird bei arktischen Temperaturen Stahl ziemlich spröde und kann leicht brechen. Die meisten Flüssigkeiten gefrieren beim Abkühlen oder werden zäher, d. h., ihre Viskosität nimmt zu. Beim Fließen müssen die Flüssigkeitsmoleküle in kälterem Zustand einen größeren Reibungswiderstand überwinden. Bei sehr tiefen Temperaturen, vor allem nahe dem absoluten Temperaturnullpunkt, nehmen manche Substanzen und Materialien ganz besondere Eigenschaften an (siehe Tiefsttemperaturtechnik). In diesem Zusammenhang seien die Phänomene Supraleitung, Supraleitfähigkeit und Suprafluidität erwähnt. Bei ausreichend hoher Temperatur werden Festkörper flüssig oder gar gasförmig, und chemische Verbindungen können sich zersetzen.

Die Temperatur der Erdatmosphäre wird von den Meeren oder Landmassen darunter stark beeinflusst. Im Januar sind beispielsweise die großen Landmassen der Nordhalbkugel viel kälter als die Meere in den jeweils gleichen Breiten. Im Juli ist die Situation gerade umgekehrt. In nicht zu großer Höhe wird die Lufttemperatur vor allem durch die Temperatur der Erdoberfläche bestimmt. Die periodischen Temperaturänderungen entstehen durch die sich ändernden Einstrahlwinkel der Sonne während der jeweiligen Jahreszeit. Zusätzlich fällt die Sonnenstrahlung um so flacher auf die Erde, je größer die geographische Breite ist: Es ist im Durchschnitt um so kälter, je näher man den Polen kommt. Weiterhin hängt die Temperatur der Atmosphäre sehr stark von der Höhe über der Erdoberfläche ab. Bis zu einer gewissen Grenze ist es um so kälter, je höher man steigt oder fliegt. In gemäßigten Breiten liegt die mittlere Lufttemperatur auf Meereshöhe bei rund 15,5 °Celsius, und in einer Höhe von 11 000 Metern beträgt sie nur noch –55 °Celsius. Zu noch größeren Höhen hin (bis auf ca. 33 500 Meter) bleibt die Temperatur nahezu konstant. Zum Einfluss der Temperatur auf die Luftfeuchtigkeit siehe Feuchtigkeit