Warum können wir in der Kälte unseren Atem sehen?

An frostigen Tagen wird beim Ausatmen die Luft sichtbar, bei milden
Temperaturen hingegen nicht. Hanna fragt Leo, woran das liegt.
Entscheidend ist ein physikalischer Zusammenhang: Luft kann Wasser
in gasförmiger Form aufnehmen, allerdings abhängig von ihrer
Temperatur. Je wärmer sie ist, desto mehr Wasserdampf kann sie
speichern. Dieser Vorgang begegnet uns im Alltag etwa dann, wenn
eine Schale Wasser im Raum stehen bleibt und der Inhalt nach
einiger Zeit verschwindet. Das Wasser verdunstet, geht also vom
flüssigen in den gasförmigen Zustand über und verteilt sich in der
Umgebung. Wasserdampf selbst ist unsichtbar. Sichtbar wird Wasser
erst, wenn es wieder kondensiert, also vom gasförmigen in den
flüssigen Zustand zurückkehrt. Genau das geschieht im Winter beim
Ausatmen. Die Atemluft ist etwa 37 Grad warm und mit Feuchtigkeit
gesättigt. Trifft sie auf deutlich kältere Außenluft, sinkt ihre
Temperatur abrupt. Da kalte Luft weniger Wasserdampf binden kann,
wird der überschüssige Anteil als feine Tröpfchen ausgeschieden.
Diese mikroskopisch kleinen Wassertröpfchen streuen das Licht und
machen die ausgeatmete Luft sichtbar, ein Effekt, der auch bei
Nebel zu beobachten ist. Auch hier sorgen schwebende Tröpfchen
dafür, dass Licht in verschiedene Richtungen gelenkt wird. Bei
höheren Außentemperaturen bleibt dieser Effekt in der Regel aus.
Die Umgebungsluft ist dann warm genug, um den zusätzlichen
Wasserdampf aufzunehmen, ohne dass es unmittelbar zur Kondensation
kommt. Die sichtbare Atemluft an kalten Tagen ist somit kein
„Rauch“, sondern ein physikalisch erklärbares Zusammenspiel von
Temperatur, Feuchtigkeit und Kondensation.