In einem früheren Blog-Artikel haben wir die Frage beantwortet, woher die Wetterstation das Wetter kennt. Da hier der Luftdruck eine wesentliche Rolle spielt, werfen wir heute einen genaueren Blick auf diesen Wetterparameter.
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1. Der Luftdruck in Bodennähe wird durch das Gewicht der Luft bestimmt, die sich über dem Messpunkt bestimmt. Je höher man sich also befindet, desto geringer ist der Luftdruck. In tiefen Lagen entsprechen 8 Meter Höhendifferenz in etwa einer Luftdruckdifferenz von 1 hPa (Hektopascal).
2. Der Mensch hat kein Sinnesorgan zur Wahrnehmung des absoluten Druckes, wir können aber Druckänderungen spüren. So bemerkt man im Flugzeug gelegentlich Druck auf den Ohren. Außerdem können wir schnelle Luftdruckschwankungen im Frequenzbereich des Schalls wahrnehmen. Bei Föhn leiden manche Menschen unter solchen Druckschwankungen.
3. Der Luftdruck in Meereshöhe beträgt im Mittel etwa 1015 hPa. In rund 1500 Metern Höhe sind es noch etwa 850 hPa und in etwa 5500 Metern Höhe ist er nur noch ungefähr halb so groß wie am Boden. Noch einmal halbiert sich der Betrag in etwa 10 km Höhe auf etwa 250 hPa.
4. Zum Zeichnen einer Wetterkarte muss der Luftdruck an verschiedenen Orten vergleichbar sein. Die Meteorologen rechnen diesen deswegen auf Meeresniveau um. Dieser sogenannten “reduzierte” Luftdruck wird auch meist in Wetter-Apps angezeigt.
5. Eine Wetterstation oder ein Barometer misst nicht direkt diesen Luftdruck. Die Umrechnung auf Meeresniveau ist nicht ganz trivial, denn der Luftdruck hängt auch von der Temperatur ab. Den genauen Zusammenhang beschreibt die Barometrische Höhenformel. In tieferen Lagen reicht es aber meist, einfach 1 hPa pro 8 Meter aufzuschlagen.
6. Wenn Sie noch ein älteres Barometer zu Hause haben, sehen Sie möglicherweise nicht die Einheit hPa (Hektopascal), sondern mbar (Millibar). Diese beiden Einheiten sind vom Betrag her identisch. Einige andere in Europa in der Vergangenheit gebräuchliche Einheiten sind Torr, mmHg (Millimeter Quecksilbersäule) und atm (Atmosphäre), wobei gilt: 1013,25 hPa = 760 Torr = 760 mmHg = 1 atm.
7. Den Luftdruck kann man auf verschiedene Weise messen. Die älteste Methode ist die Messung der Länge einer Flüssigkeitssäule, die dem Luftdruck das Gleichgewicht hält. Ein solches Flüssigkeitsbarometer hat auch schon Goethe konstruiert. In der Meteorologie wurden lange Zeit Barometer mit Quecksilber als Flüssigkeit genutzt.
8. Heutzutage nutzt man häufiger ein anderes Messverfahren: Die Aneroidbarometer (von lateinisch “a neros” = ohne Flüssigkeit) basieren auf der Messung der durch den Luftdruck hervorgerufenen Formänderung eines elastischen Hohlkörpers. Das klassische Barometer hat zwei runde, gewölbte Metallmembranen mit einer gewellten Oberfläche, die an den Rändern zusammengeschweißt sind. Die Deformation der Membranen wird über ein Hebelsystem auf einen Zeiger übertragen.
9. Auch die elektronische Luftdruckmessung funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip. Der Drucksensor ist eine in Silizium eingeätzte, mikroskopische Druckdose, deren eine Membran vom Luftdruck durchgebogen wird. Die beiden Membranen funktionieren dabei als Kondensator. Bei einer Druckänderung verändert sich der Plattenabstand des Kondensators und damit sein Ausgangssignal, das dann ein Maß für den Luftdruck ist.
10. Übrigens ist nicht nur der Luftdruck, sondern auch der Siedepunkt von der Höhe abhängig. So kocht das Wasser in etwa 1500 Metern Höhe schon bei 95°C, in 5500 Metern Höhe schon bei 81,5°C. Es gibt Messgeräte, sogenannte Hypsometer, die diesen Zusammenhang nutzen und aus der Siedetemperatur den Luftdruck bestimmen.
11. Messen Sie nie den Luftdruck in klimatisierten Räumen. Eine Klimaanlage kann einen Staudruck erzeugen, der die Luftdruckmessung verfälscht. Auch Wind erzeugt einen Staudruck. Dieser kann in einem Gebäude bis zu 3 hPa betragen.