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Luftdruck verstehen: Höhe, Wetter und Messung
Luftdruck entsteht, weil die Luft über uns Gewicht hat und auf Flächen drückt. Mit zunehmender Höhe sinkt er. Druckunterschiede beeinflussen Wind und Wetter und erklären auch den Druck auf den Ohren.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was drückt da eigentlich?
Luft ist unsichtbar, aber sie besitzt Masse. Die Schwerkraft zieht sie zur Erde. Dadurch lastet über jedem Ort eine Luftsäule, die von der Erdoberfläche bis in die Atmosphäre reicht.
Luftdruck
Luftdruck ist die Kraft, die ruhende Luft auf eine bestimmte Fläche ausübt. Kurz: Druck ist Kraft pro Fläche. In Wetterberichten wird Luftdruck meist in Hektopascal, abgekürzt hPa, angegeben.
Als Referenzwert am Meeresspiegel dient der Normaldruck:
$$1013{,}25\,\text{hPa} = 101\,325\,\text{Pa} \approx 1\,\text{bar}$$
Dabei gilt: $1\,\text{hPa}=100\,\text{Pa}$. Der Luftdruck wirkt nicht nur von oben. Luft umgibt dich, und dein Körper erzeugt einen Gegendruck. Deshalb wirst du trotz der großen Luftlast nicht zusammengedrückt.
Eine Wetterstation zeigt 1013 hPa an. In Pascal sind das:
$$1013\cdot 100\,\text{Pa}=101\,300\,\text{Pa}$$
Der kleine Unterschied zum genauen Normaldruck von 101 325 Pa entsteht durch die Rundung auf 1013 hPa.
Warum nimmt der Luftdruck mit der Höhe ab?
Je höher du steigst, desto weniger Luft befindet sich über dir. Die Luftsäule über dem Standort wird kleiner, deshalb sinkt der Luftdruck.
| Höhe oder Ort | ungefährer Luftdruck |
|---|---|
| Meeresspiegel, 0 m | 1013 hPa |
| etwa 3000 m | 700 hPa |
| Mont Blanc, etwa 4800 m | 550 hPa |
| etwa 8849 m | 330 hPa |
| Reiseflughöhe, etwa 12 000 m | 190 hPa |
Der Druck fällt nicht in jeder Höhenstufe um denselben Betrag. In Bodennähe ist die Luft dichter; dort liegen besonders viele Teilchen eng beieinander. In großer Höhe ist die Luft dünner. Der Verlauf ist deshalb nicht linear.
Am Meeresspiegel werden etwa 1013 hPa gemessen, in 3000 m Höhe etwa 700 hPa. Der Unterschied beträgt ungefähr 313 hPa. Daraus darfst du nicht schließen, dass der Druck in den nächsten 3000 m wieder genau um 313 hPa fällt: Die Abnahme ist nicht gleichmäßig.
Mehr Höhe bedeutet weniger Luft über dem Standort und damit geringeren Luftdruck. „Pro 1000 m immer gleich viel weniger“ wäre jedoch falsch.
Wie wird Luftdruck gemessen?
Alle Geräte zur Luftdruckmessung heißen Barometer.
| Barometer | So funktioniert es |
|---|---|
| Flüssigkeitsbarometer | Der Luftdruck hält eine Flüssigkeitssäule; ihre Höhe verändert sich mit dem Druck. |
| Dosenbarometer oder Aneroidbarometer | Eine weitgehend luftleere Metallkapsel verformt sich bei Druckänderungen und bewegt einen Zeiger. |
| Elektronischer Sensor | Ein Sensor wandelt den Druck in einen digitalen Messwert um, etwa in einer Wetterstation. |
Für eine brauchbare Wetterbeobachtung notierst du zum Messwert auch Ort und Zeit. Nur so lassen sich Messungen sinnvoll vergleichen.
Eine Schulwetterstation zeigt am Montag um 8 Uhr 1018 hPa und am Dienstag am selben Ort um 8 Uhr 1006 hPa. Der Druck ist um 12 hPa gefallen. Das ist eine Beobachtung. Ob und welches Wetter folgt, musst du zusammen mit weiteren Wetterdaten und der räumlichen Druckverteilung beurteilen.
Wie entstehen Hoch und Tief?
Die Erdoberfläche wird ungleichmäßig erwärmt. Dadurch bewegt sich die Luft:
- Erwärmte Luft dehnt sich aus, wird leichter und steigt auf. Am Boden fehlt nun Luftmasse: Es bildet sich ein Tiefdruckgebiet.
- Aufsteigende Luft kühlt ab. Enthält sie genügend Wasserdampf, kann dieser kondensieren. Wolken und Niederschlag können entstehen.
- Kalte, dichtere Luft sinkt ab. Am Boden sammelt sich Luftmasse: Es bildet sich ein Hochdruckgebiet.
- Beim Absinken wird Luft zusammengedrückt und wärmer. Dadurch sinkt ihre relative Feuchtigkeit, Wolken lösen sich eher auf.
Hoch und Tief
Ein Hoch ist ein Gebiet mit höherem Luftdruck als seine Umgebung. Ein Tief hat niedrigeren Luftdruck als seine Umgebung. Entscheidend ist also der Vergleich benachbarter Orte, nicht bloß die Frage, ob ein Wert über oder unter 1013 hPa liegt.
Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft. Wird absinkende Luft wärmer, ohne dass Wasserdampf hinzukommt, sinkt ihre relative Feuchtigkeit. Deshalb entstehen in Hochdruckgebieten häufig weniger Wolken. „Warme Luft kann weniger Feuchtigkeit halten“ ist hier die falsche Erklärung.
Wie werden Druckunterschiede zu Wind?
Luft bewegt sich zum Druckausgleich grundsätzlich vom Hoch zum Tief. Diese Luftbewegung nennst du Wind.
Auf Wetterkarten steht H für ein Hoch und T für ein Tief. Isobaren sind Linien, die Orte mit gleichem Luftdruck verbinden.
Die Erdrotation lenkt bewegte Luft durch die Corioliskraft ab. Auf der Nordhalbkugel erfolgt die Ablenkung nach rechts: Hochs werden im Uhrzeigersinn, Tiefs entgegen dem Uhrzeigersinn umströmt. Auf der Südhalbkugel sind die Drehrichtungen umgekehrt.
Am Tag erwärmt sich Land schneller als Wasser. Die Luft über dem Land wird warm und steigt auf. Am Boden entsteht dort ein Bereich niedrigeren Drucks. Kühlere Luft strömt vom Meer zum Land nach. So entsteht Seewind.
Wo spürst du Luftdruck im Alltag?
Bei einem schnellen Höhenwechsel passt sich der Druck im Mittelohr nicht sofort an den Außendruck an. Das Trommelfell wird unterschiedlich belastet: Du spürst Ohrendruck. Beim Schlucken oder Gähnen öffnet sich kurz die Eustachische Röhre, sodass ein Druckausgleich möglich wird.
Luftdruck beeinflusst außerdem die Siedetemperatur von Wasser:
- am Meeresspiegel bei etwa 1013 hPa: 100 °C;
- in ungefähr 3000 m Höhe bei etwa 700 hPa: ungefähr 90 °C.
Bei niedrigerem Druck können Wassermoleküle leichter in die Luft übergehen. Wasser siedet früher, ist dabei aber weniger heiß. Speisen garen deshalb in großer Höhe langsamer. Im Dampfkochtopf ist es umgekehrt: Höherer Druck erhöht die Siedetemperatur, sodass Speisen schneller garen.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Mit zunehmender nimmt der Luftdruck ab. Bei niedrigerem Druck siedet Wasser bei einer Temperatur. Ein Dampfkochtopf erzeugt einen Druck und erhöht dadurch die des Wassers.
Gewöhnliche Wetterhochs sind nicht mit den extremen Druck- und Sauerstoffbedingungen beim tiefen Tauchen oder in Druckkammern gleichzusetzen. Das sind unterschiedliche Situationen.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Luftdruck
- Ursache: Gewicht der Luft
- Messung: Barometer und hPa
- Höhe: weniger Luft, geringerer Druck
- Wetter: Hoch, Tief und Wolken
- Ausgleich: Wind vom Hoch zum Tief
- Alltag: Ohrendruck und Siedetemperatur