Wenn Beton den Himmel spiegelt
Die Stadt schläft – fast. Nur das leise Rauschen des Inns zieht durch die Unterführung, ein monotoner Atem aus Wasser, Wind und Motorengeräusch vom fernen Kai. Das Display meines Thermometers leuchtet grün im Dunkeln: 18,9 °C. Ich lächle. Perfekt für ein Experiment, das mehr mit Gefühl zu tun hat als mit Zahlen. Mein Ziel: den Himmel doppelt sehen – einmal über mir, einmal unter der Stadt.
Schneller Überblick
Zusammenfassung
Der Artikel beschreibt eine nächtliche Infrarot-Messkampagne in einer Stadt, bei der verschiedene Oberflächen wie Himmel, Beton, Wasser und Kies hinsichtlich ihrer Temperaturen verglichen werden. Es wird das Verhalten dieser Materialien in Wechselwirkung mit der Umgebungsluft beobachtet und ausgewertet. Messabweichungen und technische Herausforderungen werden offen dokumentiert, ebenso wie Reflexionen zum Messprozess.
Auf den Punkt
- Mehrere Flächen (Beton, Wasser, Himmel, Kies) wurden mit IR-Thermometern auf Temperatur untersucht.
- Unterschiede zwischen Oberflächen lagen meist unter 0,5 °C.
- Der Beton speichert und reflektiert die Temperatur des Himmels nahezu gleichmäßig.
- Wasser zeigte eine leicht höhere Temperatur als Luft und Beton.
- Starker Wind verursachte kurzfristige Messabweichungen in der Luft.
- Das Equipment bestand aus IR-Thermometer, Logger, Anemometer und Zusatzkomponenten.
- Die Messreihe fand in verschiedenen Phasen und an unterschiedlichen Standorten statt.
FAQ
- Wie groß sind die Temperaturunterschiede zwischen Beton und Himmel?
- Die Differenzen liegen meist zwischen 0,2 und 0,5 °C.
- Welche Faktoren beeinflussen die Messergebnisse erheblich?
- Windstöße oder Luftwechsel verursachten kurzzeitige, deutlichere Abweichungen.
- Was zeigte die Messung am Wasser im Vergleich zu anderen Flächen?
- Die Wassertemperatur war minimal höher (+0,3 °C) als die der Luft und des Betons.
Vorbereitung im flackernden Licht
Das gelbliche Neon über der Innunterführung summt unruhig. Ich breite mein Equipment auf dem Betonboden aus: IR-Thermometer, Mikrocontroller-Logger, Anemometer, Stativ, Akkupack. Der Beton ist kühl, 17 °C laut Messung. Der Wind weht bei ~2 m/s durch den Tunnel, trägt Feuchtigkeit von der Donau herüber.
> /dev/ttyUSB0 opened
> Serial read: +0.5°C offset detected
> Calibrating... done
> Logging at 1 Hz interval
Mini-Fail #1: Der Logger nach 30 Sekunden tot. Ich fluch’ leise, ziehe das USB-Kabel ab, stecke wieder ein – nix. Dann sehe ich den Fehler: die kleine SD-Karte nicht richtig eingerastet. Klick, Neustart, Blue-LED blinkt durch. Datensicherung läuft. Ich atme auf.
Bevor ich loslege, spreche ich ins Mikro: „Wie misst man etwas, das man nicht sieht – oder nur fühlt?“ Hinter mir tropft Wasser, jeder Tropfen ein Impuls.
Messung über dem Himmel
Ich gehe aus der Unterführung hinaus auf den freien Platz. Über mir zieht ein wolkiger Himmel, kaum Sterne zu sehen, aber die Wolken leuchten schwach durch die Lichter der Altstadt – wie mattes Aluminium. Ich richte den IR-Sensor senkrecht nach oben, halte den Anemometer parallel zur Windrichtung. Die Werte stabilisieren sich: 18,4 °C Luft, Wind konstant 2 m/s.
Ich will wissen, wie stark die Messung von Oberflächen abhängt. Also platziere ich eine kleine Glasplatte auf dem Stativ – kontrollierte Fläche mit Reflektion. Der Sensor zeigt 18,2 °C, kaum Abweichung. Interessant: Das Glas verhält sich ähnlich wie der Himmel selbst – die Emission liegt bei ~0.95, also sehr nah an echter Luftmessung.
Notiz: Glas ≈ Himmel, nur dichter.
Unter dem Himmel – Beton als Speicher
Wieder in der Unterführung. Die Geräusche verschluckt der Beton, und jedes Motorsummen wird zu einem dumpfen Ton. Ich richte den IR-Sensor auf die Decke über mir. Wert: 18,3 °C. Fast identisch wie oben.
Dann auf die Wand zur rechten Seite: 17,8 °C. Der Unterschied kaum größer als die Messungenauigkeit. Ich denke an die Formel:
Oberflächentemperatur = gemessene IR-Rückstrahlung / Emissionsfaktor
Mit ε ≈ 0,85 für Beton ergibt sich also ein Delta von maximal 0,5 °C. Fast nichts. Der Beton verhält sich wie ein stilles Archiv des Himmels darüber – speichert, was oben geschieht.
Mini-Story #2 – Begegnung im Tunnel
Aus dem Nichts ein Lichtkegel: ein Radfahrer. Bremsen quietschen. Er ruft: „Alles gut? Sieht aus, als baust du ne Falle!“ – Ich grinse, halte das bläulich blinkende Setup hoch. „Nur Physik!“ – „Ah, dann mach weiter, Wissenschaftler!“ – und er rollt davon.
Sein Ruf hallt kurz nach. Danach wieder Stille, nur das Rauschen der Stadt.
Extra-Messreihe: Ufercheck
Um 01:00 Uhr bin ich unten am Wasser. Ich richte den IR-Sensor auf die Flutkante. Das Display zeigt 18,6 °C – das Wasser minimal wärmer als der Beton. Reflektionen von den Lampen tanzen über die Oberfläche. Ich messe zusätzlich am nassen Kies: 17,9 °C. Der Temperaturverlauf über 5 min ist erstaunlich stabil:
| Fläche | Temperatur (°C) | Emissionsfaktor | Kommentar |
|——–|—————-|—————–|———–|
| Himmel | 18.4 | 0.95 (Luft/Glas) | homogen |
| Beton | 18.3 | 0.85 | leicht träger Verlauf |
| Wasser | 18.6 | 0.96 | geringe Dämpfung |
| Kies | 17.9 | 0.90 | schnelle Abkühlung |
Die Kurven laufen fast parallel. Die Stadtoberfläche atmet im Gleichklang mit der Donau.
Daten deuten – und fühlen
Zurück am Laptop. Ich lege die Messkurven übereinander. Die Abweichungen liegen meist unter ±0,4 °C. Nur bei einem Windstoß gegen 1:45 Uhr schlägt die Luftmessung kurz mit –0,8 °C aus, ein Luftwechsel in der Unterführung.
Erklärung: kurzzeitig erhöhte Konvektion, Sensor zeigt scheinbare Abkühlung, da Konstanthaltung der IR-Flaeche gestört wurde.
Physikalisch simpel, aber poetisch schön: Die Stadt „atmet“. Beton und Wasser ziehen nachts nahezu gleichmäßig Energie aus der Luft. Wenn man es lange genug beobachtet, sieht man, dass nichts wirklich starr ist – selbst Stein hat Puls.
Reflexion gegen Morgen
Gegen 03:10 Uhr: Laptoplüfter summt, ein Bootshupen weit entfernt. Ich sitze am Ufer, blicke zurück zur dunklen Unterführung, die im Schein der Brückenleuchten bläulich flimmert. Wir messen, was messbar ist, aber das Empfinden bleibt unscharf – und genau das ist der Reiz.
Vielleicht war der Himmel nie kälter als der Beton, sondern nur ehrlicher.
Equipment
- Infrarot-Thermometer (±0,5 °C)
- Mikrocontroller mit SD-Logger (Arduino Nano)
- Anemometer (digital)
- Glasplatte (Vergleichsfläche)
- Laptop mit Python-Skript zur Datenauswertung
- Akkupack 10 000 mAh
- Sprachrekorder und Notizbuch
- Stativerhöhung 1 m
Orte & Zeitprotokoll (Auszug)
- 20:00–21:00 Uhr — Aufbau, Kalibrierung, Logger-Fix
- 21:30–23:00 Uhr — Messung unter freiem Himmel
- 23:00–01:00 Uhr — Tunnelmessungen, Begegnung mit Radfahrer
- 01:00–02:00 Uhr — Zusatzmessung am Ufer
- 02:00–03:10 Uhr — Datenauswertung, Reflexion, Abbau
Bonus-Segment D
Mitmachen & Nachbauen
Nimm ein IR-Thermometer (Consumerklasse reicht) und vergleiche zwei Oberflächen bei Nacht: freie Luft vs. Gebäudewand. Achte auf Sicherheitsabstand zu Verkehr und Wasser. Logge jede Minute über 15 min und notiere Wind und Wolkendichte. Kein Stromanschluss nötig – Powerbank genügt.
Was ich nächstes Mal anders mache
- Logger mit größerem Speicher und automatischem Reboot.
- Zweiter IR-Sensor auf anderer Höhe, um vertikale Gradienten zu erfassen.
- Bessere Abschirmung gegen Windstöße (Kunststoffhaube).
- Frühere Uhrzeit starten, um Übergang von Dämmerung zu Dunkelheit besser zu erfassen.
Mini-Datenreport
- Δ Beton–Himmel: ~0,2–0,5 °C → kaum Unterschied, hohe Wärmeleitfähigkeit.
- Δ Wasser–Luft: ~+0,3 °C → Wasser speichert Restwärme länger.
- Luftfluss 1.8–2.3 m/s, keine Böen > 3 m/s.
- Rund 250 Messpunkte, 99 % gültige Werte (nach Loggerfix).
- Nachtsicht durch reflektierende Feuchte: visuelle Helligkeit +10 % messbar (Kamera-ISO-Test).
Am Ende bleibt diese leise Erkenntnis: Die Nacht ist kein Zustand, sondern ein Messintervall.
Experimentiere nur an sicheren, öffentlich zugänglichen Orten und beachte stets die Umgebung – insbesondere bei Nacht. Verwende reflektierende Kleidung oder Positionslicht und achte auf Verkehr und Wetterbedingungen.
Alle Messungen wurden eigenverantwortlich und ohne Eingriff in fremdes Eigentum durchgeführt. Es wurden keine personenbezogenen Daten oder Bildaufnahmen von Dritten erhoben. Die Daten dienen ausschließlich der technischen und künstlerischen Exploration.
# Donau2Space Git · Mika/infrarot_messung_experiment # Mehr Code, Plots, Logs & Scripts zu diesem Artikel $ ls LICENCE.md/ README.md/ data_analysis/ measurement_report/ temperature_logger/ $ git clone https://git.donau2space.de/Mika/infrarot_messung_experiment $
Diagramme
Begriffe kurz erklärt
- /dev/ttyUSB0: Das ist unter Linux der Gerätename für eine serielle Schnittstelle über USB, etwa für einen angeschlossenen Mikrocontroller.
- IR-Thermometer: Ein IR-Thermometer misst die Temperatur, indem es die von einer Oberfläche ausgesandte Infrarotstrahlung auswertet.
- Mikrocontroller-Logger: Ein Mikrocontroller-Logger speichert Messwerte automatisch, zum Beispiel Temperatur oder Spannung, auf einem Speichermedium ab.
- Anemometer: Ein Anemometer misst die Geschwindigkeit des Windes oder von Luftströmungen.
- SD-Karte: Eine SD-Karte ist ein kleiner Speicherchip, auf dem Daten wie Messreihen oder Programme gespeichert werden können.
- Emissionsfaktor: Der Emissionsfaktor gibt an, wie viel Schadstoff pro Menge eines verbrauchten Stoffes entsteht, etwa CO₂ pro Liter Benzin.
- Infrarot-Thermometer: Ein Infrarot-Thermometer misst berührungslos die Temperatur von Oberflächen über deren Wärmestrahlung.
- Arduino Nano: Der Arduino Nano ist ein kleiner Mikrocontroller-Board, das sich gut für kompakte Bastelprojekte eignet.
- Python-Skript: Ein Python-Skript ist eine in der Sprache Python geschriebene Textdatei, die Befehle automatisch ausführt.
- Konvektion: Konvektion bezeichnet den Wärmetransport durch bewegte Luft oder Flüssigkeit, wie beim Aufsteigen warmer Luft.
- Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt, wie gut ein Material Wärme von einer Stelle zur anderen weiterleitet.
- Logger-Fix: Ein Logger-Fix ist eine Korrektur oder Justierung am Mess-Logger, damit die Aufzeichnung stabil und genau läuft.
- Kunststoffhaube: Eine Kunststoffhaube schützt Bauteile oder Sensoren vor Schmutz, Spritzwasser oder mechanischer Beschädigung.
- Messintervall: Das Messintervall ist der zeitliche Abstand zwischen zwei Messungen, zum Beispiel einmal pro Sekunde.
