Luft hat Gewicht. Das Gewicht der Luft, die auf die Atmosphäre und die Erdoberfläche drückt, ist der Luftdruck. Der Luftdruck wird auch als barometrischer Druck bezeichnet, der von Barometern gemessen wird. Der Luftdruck ist in großen Höhen niedriger, wo weniger Luft nach unten drückt. Auf Meereshöhe ist der Luftdruck am höchsten. Der Luftdruck in der Erdatmosphäre ändert sich häufig, fällt jedoch immer in einen festgelegten Bereich.
Geschichte
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1645 machte Evangelista Torricelli Entdeckungen, die ihm halfen, die Grundidee des Barometers zu konzipieren. Als er ein an einem Ende verschlossenes Glasröhrchen verkehrt herum in einen Flüssigkeitsbehälter steckte, drückte der Luftdruck die Flüssigkeit nach oben in das Röhrchen. Er stellte fest, dass die Höhe der Flüssigkeitssäule mit Änderungen des Luftdrucks stieg und fiel. Quecksilber wurde zur Flüssigkeit der Wahl, weil sein hohes Gewicht eine möglichst kurze Glasröhre ermöglichte. Quecksilberbarometer liefern immer noch die genauesten Messungen des Luftdrucks.
Luftdruck messen
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Die internationale Einheit des meteorologischen Luftdrucks ist Hektopascal (hP), was Millibar (mb) entspricht. Einige Barometer messen den Luftdruck in Zoll oder Zentimetern, je nach Höhe der Quecksilbersäule.
Die barometrische Skala
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Der Standardluftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013,25 mb. Der höchste gemessene Luftdruck lag in Sibirien bei 1084 mb. Der niedrigste Luftdruck, 870 mb, wurde bei einem Taifun im Pazifischen Ozean gemessen.
Temperatur und Höhe
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Sowohl Temperatur als auch Höhe beeinflussen den Luftdruck. Der Luftdruck variiert mit der Höhe; es ist in großen Höhen immer niedriger, unabhängig vom Wetter. Kalte Luft hat eine geringere Dichte als warme Luft, da es weniger Kollisionen zwischen Luftmolekülen gibt. Dies führt zu einem geringeren Luftdruck. Beispielsweise treten 500 mb Luftdruck in einer niedrigeren Höhe für kühlere Luft auf. Warme Luft dehnt sich aus, sodass in höheren Lagen ein Luftdruck von 500 mb vorhanden ist. 500 mb Luftdruck in Kanada würde wahrscheinlich in einer niedrigeren Höhe auftreten als in Mexiko.
Um den Luftdruck in verschiedenen Höhen zu vergleichen, müssen Wetterbeobachter den Höheneffekt korrigieren, indem sie den Luftdruck addieren, der auf Meereshöhe ausgeübt würde. Wenn der Luftdruck beispielsweise auf einer Höhe von 1.000 Metern über dem Meeresspiegel 840 mb misst, beträgt die um den Meeresspiegel bereinigte Messung 1.020 mb. Ohne Korrektur des Luftdrucks auf Meereshöhe wird der Luftdruck auf dem Gipfel des Berges. Everest ist in der Nähe von 300 MB.
Auswirkungen
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In einem Hochdruckgebiet ist die Luft dichter als die sie umgebende Luft. Winde blasen Luft aus einem Hochdruckgebiet und lassen sie sinken. Wenn die Luft langsam absinkt, steigt ihre Temperatur. Die Wärme der Luft verhindert, dass Wasser zu Wolken kondensiert. Infolgedessen werden Hochdruckgebiete oft mit klarem Wetter in Verbindung gebracht. Winde blasen Luft in einen Niederdruckbereich und die Hochdruckluft steigt über die Niederdruckluft auf. Die aufsteigende Luft kühlt sich ab, was die Kondensation von Wasser in der Luft fördert. Es bilden sich Wolken und es kann zu Niederschlag kommen. Aus diesem Grund wird ein niedriger Luftdruck mit Regen- oder Schneewetter in Verbindung gebracht.
Der Luftdruck steigt und fällt in täglichen Zyklen um etwa 3 hP, unabhängig vom Wetter. Meteorologen berücksichtigen diese Schwankungen, wenn sie Änderungen des Luftdrucks analysieren, um zu interpretieren, ob die Änderungen auf Wettersysteme zurückzuführen sind. Ein starker Abfall von 7 hP oder mehr in 24 Stunden kann darauf hindeuten, dass ein Hochdrucksystem ausfährt und/oder ein Niederdrucksystem einzieht.