Luft-/ Bodentemperatur mit Hand und Fuß

Hallo zusammen,

als ich gestern Morgen barfuß zum Bäcker ging, begegnete ich wieder einmal unserem freundlichen älteren Nachbarn, Herrn B., der seinen Hund ausführte und in ein Gespräch vertieft war.
Als ich an ihm vorbeikam und grüßte, rief er mir zum zigsten Mal sein Ver- oder Bewunderung über meine nackten Füße nach und wies zum ebenso zigsten Mal daraufhin, dass er Wollsocken trage und erkältet sei. Entsprechende Argumentationsversuche scheiterten bereits in der Vergangenheit daran, dass er behauptete, schon als Kind immer kalte Füße gehabt zu haben ...
Ihn werde ich nicht mehr bekehren, und er ist sehr nett und meint seine Bemerkung alles andere als böse.

Trotzdem ging mir die Sache auf dem weiteren Weg durch den Kopf und mir fiel das Argument ein, dass wer keine Handschuhe trage, auch keine Fußschuhe brauche. Dazu die Überlegenheit zur Luft- und Bodentemperatur :
Wenn der Himmel tagsüber bedeckt ist, müsste sich m. E. die Bodentemperatur der Lufttemperatur angleichen, die evtl. Wärmeabgabe über Hände und Füße mithin gleich sein (wenn man von der unterschiedlichen Fläche absieht).
Wenn die Sonne scheint, müsste der Boden wärmer sein als die Luft, weil er - abhängig vom konkreten Material des Bodens - sich stärker erwärmt als Luft.

Kälter als Luft - und damit der Wärmeverlust über die Füße größer als über die Hände - könnte der Boden mithin nur nachts (bei wolkenarmen Hochdrucklagen) oder morgens während einer Anpassungsphase sein.

Falls die Überlegung so stimmt, wären die Handschuhe eigentlich notwendiger als die Fußschuhe - aber da spielen sicher noch andere Faktoren aus der Biologie (Größe der Hand bzw. des Fußes, Entfernung der Extremitäten vom Herz etc.) eine zusätzliche Rolle.

Stimmt meine Überlegung - oder liege ich gehörig daneben ?

fragt sich interessiert
Georg

Hallo Georg,

Wenn der Himmel tagsüber bedeckt ist, müsste sich m. E. die
Bodentemperatur der Lufttemperatur angleichen, die evtl.
Wärmeabgabe über Hände und Füße mithin gleich sein (wenn man von
der unterschiedlichen Fläche absieht).
Wenn die Sonne scheint, müsste der Boden wärmer sein als die Luft,
weil er - abhängig vom konkreten Material des Bodens - sich stärker
erwärmt als Luft. (...)
Stimmt meine Überlegung - oder liege ich gehörig daneben ?

der wesentliche Faktor dürfte meinen physikalischen Grundkenntnissen zufolge die Wärmeleitfähigkeit der Materialien sein. Luft hat erst einmal eine etwas dämmende Wirkung, wohin z.B. Wasser recht gut Wärme speichert bzw. ableiten kann. Wer bei gleichen Außentemperaturen auf trockenem und danach auf nassem Asphalt geht, merkt den Unterschied.
Da die Füße grundsätzlich auf festem und damit zumeist leitfähigerem Untergrund unterwegs sind, als die Hände, fallen die Temperaturextrema mehr auf. Bei Kälte leitet der Boden mehr Wärme vom Körper weg, bei Wärme leitet er sie dem Körper zu. Die Luftpolsterung um die Hände wirkt hier viel ausgleichender. Wenn diese wegfällt, z.B. bei Wind, merkt man sofort diese Wirkung.

Fußikalische Laiengrüße

Kai

Dank an Kai - weiß sonst noch wer was ?
Gruß georg

Um Kais durchaus zutreffende Antwort noch ein wenig zu unterfüttern:

Sobald die Haut mit einer kälteren Umgebung in Kontakt kommt, fließt
ein Wärmestrom von der Haut in die Umgebung und die Hauttemperatur
sinkt. Hält dieser Zustand lange genug an, so stellt sich ein Gleich-
gewicht zwischen der vom Körperinneren (hauptsächlich über das Blut)
nachgelieferten Wärme und der in die Umgebung verlorenen Wärme ein.
Die dabei resultierende Gleichgewichtstemperatur der Haut wird von
den in selbiger sitzenden Temperatursensoren erfasst und als 'warm',
'kühl', 'kalt' etc. bewertet.

Je größer der Wärmeabfluß ist, desto niedriger stellt sich die
Gleichgewichtstemperatur ein. Sie hängt in erster Linie von den
Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten der in Kontakt stehenden
Materialien (z.B. Fuß und Erdboden) ab. Je besser die Wärmeleitung
im Fuß (gute Durchblutung), um so mehr Wärme wird nachgeliefert, je
besser die Wärmeleitung im Boden, um so mehr Wärme wird entzogen.
Die Wärmekapazität spielt auch eine gewisse Rolle, weil ich die
obersten Schichten des Bodens, auf dem ich stehe, ja auch ein wenig
erwärme. Je größer die Wärmekapazität des Bodens ist, um so mehr
Wärmeenergie muß ich aufwenden, um ihn z.B. um ein Grad zu erwärmen.

Luft hat eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit, und wegen der
Verwirbelung der Luft spielt in der Praxis nur der Wärmewiderstand
einer wenige Millimeter dicken Luftgrenzschicht eine Rolle.
Der Wärmeverlust ergibt sich aus der Temperaturdifferenz,
multipliziert mit einem Wärmeübergangskoeffizienten. Ich habe gerade
keine einschlägigen Zahlenwerte zur Hand, aber 10 bis 15 W/m2K
dürften für unbekleidete Haut etwa hinkommen (werde bei Gelegenheit
mal nachsehen).

Deutlich größer ist die Wärmeableitung durch den Erdboden mit seiner
viel besseren Wärmeleitfähigkeit und höheren Wärmekapazität. Wie's
der Zufall will, wurden in dem Institut, an dem ich arbeite,
vor mehreren Jahren einmal Messungen zur "Kontakttemperatur des
unbekleideten Fußes" (o.ä.) durchgeführt. Mal sehen, ob ich da noch
was ausgraben kann.

Nasser (insbesondere taunasser und damit kühler) Boden hat natürlich
noch eine etwas höhere Wärmeleitfähigkeit, dazu kommen noch das
ständige Benetzen der Haut mit frischer kalter Feuchtigkeit,
was zusätzlich kühlt, und die Verdunstungskälte der Feuchtigkeit.

Fazit: der Wärmeverlust über kühle Luft ist wesentlich geringer als
der über den kühlen Boden. Deswegen kann man an kühlen Frühlings-
abenden z.B. bequem barfuß in Sandalen unterwegs sein, während
es unbeschuht sofort viel zu kalt ist (wenigstens für ein Weichei
wie mich).

Übrigens gleicht sich kaum jemals die Bodentemperatur wirklich der
Lufttemperatur an. Selbst bei bedecktem und echt trübem Himmel hast
du noch Diffusstrahlung von sagen wir mal 200 oder 300 W/m2,
außerdem ist der Erdboden thermisch _viel_ träger als die Luft, so
daß der Boden bei Temperaturänderungen immer deutlich hinter der
Luft herhinkt und ein eventuell mal ausgeglichenes Verhältnis
bei jeder Änderung der Lufttemperatur sofort wieder zerstört wäre.

Als ich an ihm vorbeikam und grüßte, rief er mir zum zigsten Mal sein Ver- oder Bewunderung über meine nackten Füße nach und wies zum ebenso zigsten Mal daraufhin, dass er Wollsocken trage und erkältet sei. Entsprechende Argumentationsversuche scheiterten bereits in der Vergangenheit daran, dass er behauptete, schon als Kind immer kalte Füße gehabt zu haben ...

Hallo Georg,

Kais Argumentation klingt sehr einleuchtend, und mir fällt da auch nichts weiter ein, außer daß die Versorgung mit Blutkapillaren und Hautbeschaffenheit wichtig ist (also eher Medizinische Fragen), ich habe mich aber auch eher an den obigen Sätzen aufgehalten.

Hatte der Herr kalte Füße, weil er Wollsocken trug, oder trug er Wollsocken, weil er kalte Füße hatte?

Ich glaube es handelt sich hier um einen Teufelskreis, der angestoßen durch elterliche Sorge um das kindliche Wohlergehen, Ursache und Wirkung untrennbar miteinander verschmilzt. Wenn sich die Füße des Kindes mal kalt anfühlen zieht ihm die Mutter dickere Socken an, dadurch produzieren diese weniger Eigenwärme, die Socken müssen dicker werden, usw. Der TeufelsKREIS ist also eher eine TeufelsSPIRALE, die zu immer dickeren Wollsocken führt und damit auch immer mehr Kältegefühl. Daß der Ausbruch aus dieser Spirale nicht schlagartig gelingen kann ist klar, denn eine gewaltige Erkältung nach dem ersten Barfüßern wäre die Folge, und mal wieder bewiesen, daß...
Also muß man sich auf der Spirale zurück begeben und langsam die Sockendicke reduzieren. Kurze Übungen (ich sage nur KNEIPP) sind das geeignete Mittel, den Wendepunkt zu erreichen; Homöopatisches Barfüßern sozusagen.
Wie weit viele schon auf der Verweichlichungs-Spirale gekommen sind zeigt sich z.B. daran, daß die amerikanischen Heizsocken und extrem gefütterte Hüttenstiefel mittlerweile auch in Deutschland mehr Absatz finden, als für Hochgebirgs-Expeditionen nötig wäre.

Naturwarme Füße wünscht
Samuel

und hier der obligatorische Kneipp-Link für alle, die's noch nicht wissen...

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