Wasserdampf, Sauerstoff, Stickstoff und andere Gase verbinden sich zu einem Gemisch, das Leben erst möglich macht. Diese Gase befinden sich in fünf Schichten, die vertikal über dem Planeten gestapelt sind. Auch wenn Sie das Gewicht der Schichten nicht spüren, üben Moleküle und Atome in diesen Schichten eine Kraft aus, die Wissenschaftler Druck nennen. Der Luftdruck in der untersten Schicht oder Troposphäre ist viel größer als der Luftdruck in der Thermosphäre, die sich am Rand des Weltraums befindet.
Grundlagen des Luftdrucks
Wie der National Weather Service berichtet, ist der Luftdruck beträchtlich, wenn man die Kräfte summiert, die Moleküle in allen atmosphärischen Schichten ausüben. Zusätzlich zum Abfallen mit der Höhe kann der Luftdruck variieren, wenn sich ein Behälter erwärmt. Hitze Erhöht die molekulare Energie, was wiederum bewirkt, dass die Moleküle mehr Kraft auf die Begrenzung des Behälters ausüben. Das Hinzufügen von mehr Molekülen zu einem Behälter erhöht auch den Luftdruck, da mehr Moleküle miteinander kollidieren. Moleküle in einer Schicht können in jede Richtung Druck ausüben.
Wichtige atmosphärische Schichten
Sie kennen die Troposphäre wahrscheinlich am besten, weil Sie dort leben. Diese Schicht, die hauptsächlich aus Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen besteht, erstreckt sich je nach Breitengrad auf eine Höhe von 8 bis 15 Kilometern. Das gesamte Wetter des Planeten tritt in der Troposphäre auf. Die Stratosphäre und Mesosphäre erheben sich über der Troposphäre, wobei der obere Rand der Mesosphäre 80 Kilometer (49,7 Meilen) erreicht. Die Thermosphäre sitzt über der Mesosphäre, wo die Luft viel dünner ist. Die Temperaturen in der Thermosphäre können bis zu 2.000 Grad Celsius (3.632 Grad Fahrenheit) ansteigen.
Druck vs. Höhe
Der Druck in der Troposphäre variiert in Abhängigkeit von mehreren Faktoren. Wenn Sie beispielsweise in höheren Lagen leben, ist der Druck geringer als bei Reisen in niedrigere Höhen. Der Druck ändert sich auch, wenn sich Wettermuster durch die Gebiete bewegen. Der Standardluftdruck auf Meereshöhe beträgt 14,7 Pfund pro Quadratzoll oder etwa 100 Kilopascal. Der Luftdruck an der Spitze der Thermosphäre ist so gering, dass ein Luftmolekül große Entfernungen zurücklegen kann, bevor es auf ein anderes Luftmolekül trifft.
Luftdruck und du
Der Luftdruck sinkt mit zunehmender Höhe um etwa 3,5 Millibar pro 30 Meter (100 Fuß). Dieser Abfall ist bei kalter Luft stärker ausgeprägt, da kalte Luft dichter ist als warme Luft. Ein Millibar ist eine Maßeinheit, die etwa 0,0145 Pfund pro Quadratzoll entspricht. Luftdruck ist wichtig, denn Sie können nicht überleben, wenn der Druck zu niedrig wird. Auf 16.764 Metern (55.000 Fuß) scheint der Wasserdampf Ihres Körpers zu kochen. Über 19.812 Metern (65.000 Fuß) benötigen Sie Schutzausrüstung, um am Leben zu bleiben.