Der Luftdruck

Der Luftdruck ergibt sich infolge der Gewichtskraft der über uns lastenden Luftsäule:

Auf der Fläche A lastet die Gewichtskraft G

In der Physik ist die Größe "Druck" definiert als Quotient Kraft dividiert durch Fläche. Im Folgenden soll der Luftdruck anhand einiger Zahlenwerte veranschaulicht werden:

Der durchschnittliche Luftdruck in Meereshöhe beträgt 1013 Hektopascal. Auf einem Quadratzentimeter Fläche wirkt somit eine Kraft von 10,13 N. Diesen Druck könnte man auch damit erreichen, indem man eine Masse von 1,013 kg auf eine Fläche von einem Quadratzentimeter stellt.
Ein Kubikzentimeter Luft hat in Meereshöhe eine Masse von etwa 1,3 Milligramm = 0,0013 Gramm. Um eine Masse von 1,013 kg zusammenzubekommen, müsste man etwa 780000 solche Kubikzentimeter-Würfelchen übereinander stellen
(780000.0,0013 g = 1013 g = 1,013 kg). Dies ergibt eine Höhe von 780000 cm = 7,8 km. Diese Überlegung ist allerdings zu stark vereinfacht: Mit zunehmender Höhe wird die Luft immer dünner, ein Kubikzentimeter wiegt dann weniger als am Erdboden. Tatsächlich ist dei Lufthülle nach oben nicht begrenzt, die Luft wird mit zunehmender Höhe immer dünner, selbst in 100 km Höhe gibt es noch Spuren von Luft.
Mit zunehmender Höhe lastet weniger Luft über dem entsprechenden Ort, deshalb nimmt der Luftdruck ab:

Dabei kann kann man von folgenden Werten ausgehen: Wenn man sich auf Meereshöhe befindet, nimmt der Luftdruck bei einer Höhenzunahme um 8m um 1 hPa ab.  Bei einer Höhenzunahme um etwa 5,5 km sinkt der Luftdruck auf die Hälfte des Ausgangswerts. Dieser Sachverhalt lässt sich durch die folgende Exponentialfunktion beschreiben:

Dabei bedeutet p den Luftdruck;
Die Meereshöhe h muss in km eingesetzt werden.

Mit dieser Formel wurde das folgende Schaubild gezeichnet:

Das Schaubild gibt allerdings nur den durchschnittlichen Luftdruck für eine bestimmte Meereshöhe an. Infolge des Wettergeschehens schwankt der Luftdruck:

In ein Hochdruckgebiet fließt in der Höhe mehr hinein als am Erdboden abfließt: Über dem Erdboden lastet mehr Luft als im "Normalfall", was den erhöhten Luftdruck erklärt. In einem Tiefdruckgebiet fließt in der Höhe mehr Luft ab als am Erdboden hinein fließt. Der Luftdruck ist kleiner als im "Normalfall".

Hochdruckgebiete sind im Allgemeinen ein Garant für "gutes Wetter", bei Tiefdruckgebieten ist eher mit wechselhaftem bis "schlechtem Wetter" zu rechnen. Die Beobachtung des Luftdrucks ist also ein wichtiges Hilfsmittel bei der Wettervorhersage. Man benötigt dabei jedoch einen von der Höhe unabhängigen durchschnittlichen Luftdruck.
Beispiel: Ein Luftdruck von 980 Hektopascal bedeutet in Meereshöhe Tiefdruck, 1000 m über Meereshöhe jedoch Hochdruck.
Wenn im Wetterbericht der Luftdruck genannt wird, handelt es sich dabei immer um den "Luftdruck umgerechnet auf Meereshöhe".

Das folgende Schaubild zeigt, mit welchem Faktor man den tatsächlichen Luftdruck multiplizieren muss, um ihn auf Meereshöhe umzurechnen:

Beispiel: An einem Ort mit einer Höhe von 750 m über dem Meer beträgt der tatsächliche Luftdruck 910 Hektopascal. Aus dem Schaubild entnimmt man, dass für diese Meereshöhe der Umrechnungsfaktor etwa 1,1 beträgt. Der Luftdruck umgerechnet auf Meereshöhe beträgt also: 910 Hektopascal . 1,1 = 1001 Hektopascal

Diese Zusammenhänge sind wichtig, wenn man ein Luftdruckmessgerät (Barometer) an einem Ort mit einer deutlich anderen Meereshöhe mitnimmt. Man muss es dann neu justieren, indem man den Luftdruck umgerechnet auf Meereshöhe in Erfahrung bringt und das Barometer entsprechend einstellt.

Barometer geben den Luftdruck häufig noch in Torr an.
Es gilt: 760 Torr = 1013 Hektopascal.
Daraus folgt: 1 Torr = 1,33 Hektopascal

Der vom Barometer rechts angezeigte Luftdruck
beträgt also: 765 . 1,33 Hektopascal = 1017 Hektopascal.
(Der auf der Skala angezeigte Wert muss jeweils mit 10
multipliziert werden)

 Diese Werte kann man z.B. aus den Isobaren-Linien einer Wetterkarte entnehmen Isobaren = Linien gleichen Luftdrucks):

Beispiel: Bodendruck-Karte am 21.12.05: Hochdruckgebiet über Deutschland

Luftdruck-Rekordwerte (Aus Wikipedia, Stichwort "Luftdruck"):

Rekordwerte weltweit:
Höchster jemals gemessener Luftdruck:1085,7 hPa am 19.12.2001 in Tosontsengel (Mongolei)
Niedrigster jemals gemessener Luftdruck: 869,9 hPa im Zentrum des Wirbelsturms "Tip" über dem Nordwestpazifik. (Beim Wirbelsturm "Wilma" (Oktober 2005 in der Karibik war der niedrigste gemessene Luftdruck 882 hPa)

Rekordwerte für Deutschland:
Höchster gemessener Luftdruck: 1057,8 hPa am 23.1.1907 in Berlin
Niedrigster gemessener Luftdruck: 948,6 hPa am 26.2.1989 in Osnabrück

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